Визначення поверхні теплообмінника
Необхідна
поверхня теплообміну випарного апарату
визначається за загальним рівнянням:
в залежності від теплового навантаження
Q. Температурний напір Δt дорівнює різниці
температури насичення гріючої пари Т
і температури кипіння розчину , тобто:
Δt = T - t
Коефіцієнт теплопередачі розраховується звичайним засобом
, він
залежить головним чином від питомого
теплового навантаження, від температури
та концентрації розчину. З підвищенням
концентрації розчину, а також зі зниженням
температури збільшується в’язкість,
що призводить до зменшення коефіцієнта
теплопередачі.
Контрольні запитання
Надайте матеріальний баланс випарного апарату за усією кількістю речовини.
Охарактеризуйте складові матеріального балансу випарного апарату за розчиненою речовиною.
Як розраховують початкову та кінцеву концентрації розчинів?
Як поступає тепло до випарного апарату?
На що витрачається тепло у випарному апараті?
Як виглядає рівняння теплового балансу випарного апарату?
Як визначається поверхня теплообміну випарного апарату?
Від чого залежить коефіцієнт теплопередачі випарювання?
2.3 Випарювання (лекція)
Мета: ознайомитися з багатокорпусними випарними установками, вивчити корисну різницю температур та ії розділення по корпусам.
План
Загальні відомості про принцип дії багатокорпусних установок.
Основні схеми багатокорпусних випарних установок.
Корисна різниця температур та ії розподілення за корпусами.
Багатокорпусні випарні установки
В багатокорпусній випарній установці вторинна пара кожного корпусу (крім останнього) використовується для обігрівання наступного корпусу. Тиск від корпусу до корпусу зменшується так, щоб температура кипіння розчину в кожному корпусі була нижче температури насичення пари, що обігріває цей корпус.
Застосування багатокорпусних випарних установок дає значну економію пари. Так, в двохкорпусній випарній установці одним кілограмом гріючої пари, що поступає в перший корпус, випарюється в ньому 1 кг води, а 1 кілограмом вторинної пари, яка утворилася при цьому, випарюється в другому корпусі ще 1кг води; т. ч., усього на 1кг гріючої пари випарюється 2 кг води, а розхід пари на 1 кг води, що випарюється, складає 0,5кг.
Вторинна пара, що утворюється в кожному корпусі, може не цілком направлятися на обігрівання наступного корпусу, а частково відводитися у бік і використовуватися для попереднього підігрівання розчину, який поступає на випарювання, або для інших технологічних цілей, що не пов’язані з випарюванням. Вторинна пара, що відводиться у бік, називається екстра-парою. Екстра-пара може бути відібрана з будь-якого корпусу, крім останнього. В багатокорпусних випарних установках економія пари досягається за рахунок збільшення поверхні теплообміну. Температури в окремих корпусах при роботі установок не регулюються. Єдиною можливістю регулювання цих температур є зміна відбирання екстра-пари. При збільшенні відбору екстра-пари з будь-якого корпусу кількість пари, що поступає на обігрівання наступного корпусу, зменшиться і температура в ньому знизиться.
В залежності від засобу подавання розчину розрізняють наступні основні схеми багатокорпусних випарних установок:
Схема з прямоточним живленням – має найбільше розповсюдження. Розчин та вторинна пара рухаються в одному напрямку. Недоліком цієї схеми є те, що в останньому корпусі, де температура кипіння найнижча, випарюється найбільш концентрований розчин. Одночасне зниження температури та підвищення концентрації розчину призводить до збільшення в’язкості та зниження коефіцієнтів теплопередачі.
Схема з протиточним живленням – слабий розчин подається в останній корпус, з нього в передостанній, тобто, розчин та вторинна пара рухаються з корпусу в корпус в протилежних напрямках. При цій схемі найбільша різниця температур, внаслідок цього коефіцієнти теплопередачі мало змінюються за корпусами, що пов’язано з витратами електроенергії
Схема з паралельним живленням – слабий розчин подається одночасно в усі корпуси, а упарений розчин відбирається з усіх корпусів. Ця схема застосовується рідко.