13.Тепловой баланс выпарной установки.

Составляется для определения расхода греющего пара на 1-ый корпус установки и обычно составляется на 1 кг раствора поступающего на выпаривание.

hп, hк- энтальпия греющего пара и конденсата

с_н, с_к- теплоемкость раствора начальной и конечной концентрации

t_н, t_к- температура раствора на входе и выходе из аппарата

Приход=Расход

Приходные статьи баланса:

- с паром d*h_п

- с неконцентрированным раствором 1*с_п*t_п

Расходные статьи баланса:

- с конденсатом d*h_к

- с концентрированным раствором (1-w)*c_к*t_к

- с вторичным паром w*h_вт

d*h_п+1*с_п*t_п= d*h_к+(1-w)*c_к*t_к+ w*h_вт

d- удельный расход пара на установку

14. Полная температурная депрессия. Полная и полезная разности температур.

, где

– физико-химическая температурная депрессия;

– гидростатическая температурная депрессия;

– гидравлическая температурная депрессия.

– формула Тищенко (см. ранее).

Обычно подсчитывается следующим образом: по давлению Р₁ определяют t_s1, при Р₂ определяют t_s2.

, где

;

;

.

При начальной температуре пара в процессе его транспортировки за счёт сопротивления по длине, местных сопротивлений падает давление и соответственно уменьшается температура греющего пара. Это уменьшение температуры в результате транспортировки пара, называется гидравлической температурной депрессией ( ).

Величиной в расчётах задаются в каждом корпусе.

Полная и полезная разности температур

Полная разность температур:

, где

– температура греющего пара;

– температура вторичного пара последнего корпуса.

Полезная разность температур:

.

15.Выпарка при одинаковой и минимальной поверхности теплообмена.

1. при одинаковой поверхности т/о

Достоинства:

- взаимозаменяемость

- однотипность комплектации

- удобство обслуживания

F₁=F₂=…=Fn

Q₁=К₁*∆t_пол1*F₁

……………………

Q_n=К_n*∆t_полn*F_n

_- условие равной поверхности т/о

Q₁:Q₂:…:Q_n=W₁:W₂:…:W_n

2. при минимальной поверхности т/о

F=F₁+F₂+…+F_n=F_min

Q₁=К₁*∆t_{полезн1}*F₁

…………………..

Q_n=К_n*∆t_{полезн n}*F_n

Определим условие минимальной поверхности для 2-корпусной установки:

∆t_полезн=∆t_{полезн 1+}∆t_{полезн n}

F=F₁+F₂+…+F_n

_- условие минимальной поверхности т/о

16.Конструкции выпарных аппаратов(с циркуляционной трубой и соосной греющей камерой, с выносным кипятильником, с вынесенной зоной кипения, с искусственной циркуляцией).

1)Выпарной аппарат с естественной циркуляцией, встроенной (сосной) греющей камерой и циркуляционной трубой.

Применяется для выпаривания любых растворов, кроме вязких, кристаллизующихся и пенящихся.

1-греющая камера

2-циркуляционная труба

3-трубный пучок

4-паровое пространство

5-сепарационное устройство(для отделения капелек раствора от вторичного пара)

Неконцентрированный раствор обычно подается подогретым в пространство над верхней трубной решеткой. Раствор в аппарате циркулирует. Циркуляция естественная за счет разности плотностей парорастворной смеси в циркуляционной трубе и в трубках меньшего диаметра, образующих пучок. Причина- разная интенсивность подвода теплоты к единице массы раствора находящегося в цирк. трубе и трубном пучке. Концентрированный раствор выводится из под нижней трубной решетки.

Парожидкостная смесь, выходя из тонких трубок, отпускает пар в паровое пространство, где он обязательно проходит через сепаратор, что бы сделать пар сухим и чистым.

2)Выпарные аппараты с естественной циркуляцией и вынесенной греющей камерой.

1-греющая камера(кипятильник)

2-паровое пространство выпарного аппарата

3-циркуляционная труба

4-сепаратор

Греющая камера-кожухотрубный ТА,в трубках раствор, в межтрубном пространстве- пар(греющий), который конденсируется, отдавая теплоту раствору. Раствор кипит, образуется вторичный пар. Циркуляционная труба не обогревается и поэтому раствор, находящийся в ней практически не содержит вторичного пара, а значит он (раствор) имеет выше плотность чем парорастворной смеси находящейся в трубках кипятильника. Следовательно раствор по циркуляционной трубе идет вниз, а по кипятильным трубам- вверх. Так осуществляется естественная циркуляция в аппарате.

Если вязкость велика, то:

1. Выпарной аппарат с принудительной циркуляцией и вынесенной греющей камерой.

1-греющая камера(кипятильник)

2-паровое пространство выпарного аппарата

3-циркуляционная труба

4-сепаратор

5-насос

4) Выпарной аппарат с естественной циркуляцией, вынесенной греющей камерой и зоной кипения.