Корисна різниця температур і ії розподілення за корпусами

В багатокорпусній випарній установці сума температурних напорів для усіх корпусів дорівнює так званій загальній корисній різниці температур, тобто різниці температури гріючої пари, що поступає в першій корпус (Т₁), та температури насичення вторинної пари з останнього корпусу t_ост,,не враховуючи суму температурних втрат за корпусами (ΣΔ):

Δt_{кор.заг.} = T₁ – t_ост. – ΣΔ,

ΣΔ = Δ₁ + Δ₂ ... + Δ_п ,

Δ₁ , Δ₂, ..., + Δ_п – температурні втрати в І, ІІ,…, п-му корпусах.

Зі збільшенням числа корпусів підвищується економічність установки. Але число корпусів не можна збільшувати безмежно, тому що при цьому зменшується корисна різниця температур в кожному корпусі. Зі збільшенням температурних втрат та зниженням різниці температур можливе число корпусів зменшується. Для апаратів з вимушеною циркуляцією воно вище, ніж для апаратів з природною циркуляцією.

В випарних установках з тепловим насосом вторинна пара зтискується до тиску гріючої пари та використовується для обігрівання того же апарату, в якому вона утворюється. Для зтискання пари застосовують компресори або паро струменеві інжектори. Т.ч., в теплових насосах або трансформаторах тепла енергія, що витрачається зовні, використовується для підвищення температури вторинної пари. Вакуум в випарних установках створюється в результаті конденсації вторинної пари в конденсаторах, що охолоджуються водою. Розрізняють поверхневі конденсатори та конденсатори змішення. В поверхневих конденсаторах пара відділена від охолоджуючої води стінкою. В конденсаторах змішення пара конденсується при безпосередньому зіткненні з водою, т.ч. конденсат, що утворився, змішується з водою та видаляється разом з нею.

Контрольні запитання

1. Охарактеризуйте принцип дії багатокорпусних випарних установок.

2. Що таке екстра-пара?

3. Які переваги дає використання таких установок?

4. Які основні схеми багатокорпусних випарних установок виділяють в залежності від засобу подавання розчину?

5. Які переваги та недоліки кожної схеми?

6. Як розраховують корисну різницю температур?

7. Як регулюється кількість корпусів?

8. Як створюють вакуум в випарних установках?

2.3 Випарювання (самостійне вивчення)

Мета:- розвинути у студента навики самостійної роботи з спеціальною літературою, вміння вибирати головне, узагальнити і систематизувати знання;

• надати студентам загальні відомості про устрій випарювальних апаратів, їх принцип дії та класифікацію.

Завдання: прочитати текст в підручники А.Н. Плановський, В.М. Рамм, С.З. Каган «Процессы и аппараты химической технологии» стр.469-479. Скласти конспект згідно питань, приведених нижче. Відповісти на питання для самоконтролю.

Для випарювання розчинів використовують випарювальні апарати різних конструкцій як побудовані випарювальні апарати, як їх класифікують та як вони працюють? Відповісти на ці питання за наступним планом.

1. Як розділяють випарювальні апарати?

2. Як працюють випарювальні апарати з вільною циркуляцією?

3. Як працюють випарювальні апарати з природною циркуляцією?

4. Охарактеризувати принцип дії випарювальних апаратів з вимушеною циркуляцією.

5. Як працюють плівкові випарювальні апарати?

Склавши конспект, закрийте зошит та відповідайте на запитання.

Запитання для самоконтролю

1. Що таке випарювання?

2. Як здійснюють випарювання?

3. Як розділяють випарювальні апарати в залежності від характеру руху рідини?

4. Поясніть загальний принцип дії випарювального апарату кожного типу.

5. Обґрунтуйте переваги та недоліки кожного типу випарювального апарату.

Модуль ІІІ

МАСООБМІННІ ПРОЦЕСИ

3.1 Теорія процесів масопередачі

(лекція)

Мета: ознайомити студентів з загальними відомостями про масообміні процесі; вивчити засоби вираження складу фаз.

План

1. Визначення масообмін них процесів.

2. Ваговий склад суміші.

3. Молярна концентрація компоненту суміші.

4. Об’ємна концентрація компоненту суміші.

Загальні відомості про масообмінні процеси

В хімічній технології широко застосовують масообмінні процеси: абсорбцію, адсорбцію, екстракцію, ректифікацію і сушіння.

Абсорбція – вибіркове поглинання газів або пари рідким поглиначем (абсорбентом). Цей процес представляє собою перехід речовини з газової або парової фази в рідку.

Екстракція – вилучення розчиненої в одній рідині речовини іншою рідиною. Цей процес представляє собою перехід речовини із однієї рідкої фази в іншу.

Ректифікація – розділення рідкої суміші на компоненти шляхом проти точної взаємодії потоків пари і рідини. Цей процес включає переходи речовини з рідкої фази в парову та з парової в рідку.

Адсорбція – вибіркове поглинання газів, пари або розчинених в рідині речовин поверхнею пористого твердого поглинача (адсорбенту), який здатен поглинати одну або декілька речовин з їх суміші. Цей процес представляє собою перехід речовини з газової, парової або рідкої фаз в пористий твердий матеріал.

Сушіння – видалення вологи з твердих вологих матеріалів шляхом ії випаровування. Цей процес представляє собою перехід вологи з твердого вологого матеріалу в парову або газову фазу.

Швидкість перерахованих процесів визначається швидкістю переходу речовини з одної фази в іншу (швидкість масопередачі).

Як правило, в процесах масопередачі приймають участь 3 речовини:

1. Речовина, що складає першу фазу (речовина, яка розподіляє);

2. Речовина, що складає другу фазу (речовина, яка розподіляє);

3. Речовина, що переходить з одної фази в іншу (речовина, яку розподіляють).

Масообміні процеси обернені, тобто речовина може переходити з одної фази до іншої в залежності від концентрації цієї речовини в обох фазах і умови рівноваги.