27.Движущая сила процесса.

Общая разность температур многокорпусной прямоточной установки представляет собой разность между температурой первичного пара, греющего первый корпус, и температурой вторичного пара, поступающего из последнего корпуса в конденсатор Общая разность температур не может быть полностью использована ввиду наличия температурных потерь

Для многокорпусной выпарной установки общая полезная разность температур равна разности между темпера­турой свежего пара, греющего первый корпус, и температурой конденсации вторичного пара, выходящего из последнего корпуса, за вычетом суммы температурных потерь во всех корпусах установки

∆t_пол = t_гр.п – t_{кип р-ра} – для аппаратов с кипением в зоне нагрева

∆t_пол = t_гр.п – (t_кип + 0,5∆t_пер) – для аппаратов с вынес. зоной нагрева(учитыв. t перегрева)

∆t_пол = t_гр.п – (t_{кип. н} + t_кип.к.)/2 – для пленочных

Общая разность температур:

∆t_общ = t_гр.п. – t_конд = t_гр.п. – t_кип + ∑∆

∆t_общ = ∆t_пол + ∑∆

Тепловой баланс.

D=расход греющего пара; I ,I_г , I_н , I_к – энтальпия вторичного и греющего пара, исходного и упаренного раствора соответственно; I_п.к = с’- энтальпия парового конденсата, где с’- удельная теплоемкость, - температура конденсата, ‘С.

Приход и расход тепла:

С исходным раствором… G_нⁱ_н

С греющим паром… DI_р

Расход тепла:

С упаренным раствором………..G_kⁱ_k

C вторичным паром……………WI

С паровым конденсатом…………Dc’

Теплота концентрирования……..Q_конц

Потери тепла в окружающую……Q_п

Уравнение теплового баланса:

G_нⁱ_н + DI_г= G_kⁱ_k +WI +Dc’ +Q_конц +Q_п

Здесь энтальпия исходного раствора i_н = c_нt_н , энтальпия упаренного раствора i_k = c_kt_k.

Уравнение теплового баланса смешения при постоянной температуре кипения t_k раствора в аппарате:

G_нс_нt_k = G_kc_kt_k + Wc’t_k

Отсюда

G_kc_k =G_нс_н-Wc’

Из последнего уравнения определим количество тепла, подводимого в единицу времени с теплоносителем :

(1)

Из уравнения (1) может быть определен расход греющего пара:

(2)

Q_КОНЦ выражает тепловой эффект концентрирования раствора.

Из уравнения (2) можно, пренебрегая величинами Q_КОНЦ и Q_П , определить теоретический расход пара на выпаривание 1 кг воды.

Это означает ,что количество расходуемого греющего пара равно количеству выпариваемой воды:в однокорпусном аппарате на выпаривание 1 кг воды надо затратить 1 кг греющего пара.

28.Расход пара на выпаривание.Опред. Оптимального числа корпусов выпарной установки.

Q=D(tD“-tD‘)=Drp(1-α),где D-расход греющего пара; α-влагосодержание пара.

Q=GнCн(tкон-tн)+W(tw‘-Cвtкон)+Qпотер±Qконцентр.,где Cв-теплоемкость воды. Экономичность выпарной установки определяют по вел-не относительной расхода греющего пара: d=D/W, хар-ет энергетическую эф-ть выпарного аппарата.Если анализировать ур-ие теплового баланса,то можно сделать вывод,что основное кол-во тепла расходуется на испарение растворителя: Q=Wrw≈W(tw“+ Cвtкон),где rw-тепло фазового перехода вторичного пара, Дж/кг,d-кг/кг. В однокорпусной установке на выпаривание 1 кг воды расходуется ≈1.1-1.2 кг греющего пара.

Выбор числа корпусов. С увеличением числа корпусов многокорпусной выпарной установки снижается расход греющего пара на каждый кг выпариваемой воды. Расход греющего пара на выпаривание 1 кг вода в многокорпусных выпарных установках ≈ обратно пропорционален числу корпусов. Чем больше число корпусов установки,тем меньшая полезная разность температур приходится на каждый корпус и,следовательно,тем больше,при одной и той же производительности,общая поверхность нагрева выпарной установки.≈ общая поверхность нагрева выпарной установки увеличивается пропорционально числу ее корпусов.Т.о.,в многокорпусных установках экономия греющего пара связана с увеличением общей поверхности нагрева установки.Практически выбор числа корпусов наиболее рационально производить исходя из технико-экономических соображений. На рис. 1-затраты на покупку энергии; 2-капитальные затраты; 3-приведенные затраты(общие).