Температурные потери

Температурные потери в выпарном аппарате складываются из температурной депрессии, гидростатической депрессии, гидравлической депрессии.

Температурная депрессия ∆′ равна разности между температурой кипения раствора и температурой кипения чистого растворителя при одинаковом давлении. ∆′ зависит от природы растворов и растворителя, концентрации раствора и давления. Значения ∆′ определяются опытным путем и приводятся в справочниках.

Существуют методы эмпирического расчета ∆′:

,

Т – температура кипения чистого растворителя;

r – теплота испарения чистого растворителя.

Гидростатическая депрессия ∆′′ – обусловлена наличием в трубках греющей камеры парожидкостной смеси, содержание пара в которой растет по высоте трубы. Вследствие гидростатического давления столба парожидкостной смеси температура кипения нижних слоев выше, чем температура кипения верхних слоев. Повышение температуры кипения раствора, связанное с указанным гидростатическим эффектом, называется гидростатической депрессией. Она зависит от интенсивности циркуляции и изменяющейся плотности парожидкостной смеси. ∆′′ определяется по практическим данным, но в первом приближении ее можно рассчитать. Для вертикальных аппаратов ∆′′=1-3 ^оС.

Гидравлическая депрессия ∆′′′ обусловлена гидравлическими сопротивлениями (трения и местными), которые должен преодолеть вторичный пар при движении. Вызванное этим уменьшение давления вторичного пара приводит к снижению его температуры насыщения. Повышение температуры кипения, связанное с гидравлической депрессией, - на 0,5-1,5 ^оС.

Температура кипения раствора с учетом потерь:

,

Т′ - температура вторичного пара.

Многокорпусные выпарные установки

Принцип действия сводится к многократному использованию тепла греющего пара, поступающего в первый корпус установки путем обогрева каждого последующего корпуса вторичным паром из предыдущего корпуса.

1, 2, 3 – корпуса установки;

4 – подогреватель исходного раствора;

5 – конденсатор; 6 - ловушка

Рассмотрим прямоточную установку.

Исходный раствор, нагретый до температуры кипения, поступает в первый корпус, обогреваемый первичным паром. Вторичный пар из этого корпуса направляется во второй корпус как экстра-пар, где из-за пониженного давления раствор кипит при температуре более низкой, чем в первом.

Из-за более низкого давления во втором корпусе раствор, упаренный в первом корпусе, перемещается самотеком во второй корпус и охлаждается до температуры кипения, соответствующей давлению в корпусе. За счет выделяющегося тепла образуется некоторое количество вторичного пара. Такое явление, происходящее во всех корпусах установки, кроме первого, называется самоиспарением раствора.

Аналогично, упаренный раствор из второго корпуса перетекает самотеком в третий корпус, который обогревается вторичным паром из второго корпуса.

Исходный раствор нагревается в ТОА 4.

Вторичный пар из последнего корпуса отводится в барометрический конденсатор, в котором создается разряжение за счет конденсации пара. Воздух и неконденсирующиеся газы, которые ухудшают теплопередачу, отсасывают внутри насосом через ловушку-брызгоулавливатель.