Еднократно (единично) изпаряване

Процесът на еднократно изпаряване се извършва в един апарат в непрекъснат режим (фиг. 3.1). Схемата на масовите и топлинните потоци е показана на фиг. 3.6.

Ориз. 3.6. Схема на масовите и топлинните потоци на VA

Материален баланс по общ брой продукти

. (89)

Тук - разходът на първоначалния и един отстранен разтвор, ; - изход за вторична пара, .

Материален баланс за нелетлив продукт

, (90)

къдетоxn,xk е концентрацията на разтворения продукт в първоначалния и отстранения разтвор за 1 kg от продукта.

В тези уравнения необходимите количества са:

(91)

Според двете начални уравнения е невъзможно да се намерят три количества, затова например задаваме едно от количествата.

Консумацията на топлина за процеса се определя от уравнението на топлинния баланс

. (92)

Ето консумацията на отоплителна пара, ; - специфична енталпия, ; - загуба на топлина в околната среда, . Индекси n - начален, k - краен, vp - вторична пара, n - загуби, r - нагряваща пара, gk - кондензат на нагряваща пара.

Въвеждайки опростяващи предположения в уравнение (92), ние го привеждаме във форма, която е по-удобна за използване. Нека запишем топлинния баланс на смесването, като разглеждаме първоначалния разтвор като смес от един отстранен разтвор и изпарена влага при постоянна температура на кипене, като приемем, чеsn е постоянен в температурния диапазонTn иTk

, (93)

къдетоcw е специфичният топлинен капацитет на водата при температураTk; е топлината на концентриране на разтвора в концентрационния диапазон отхn дохk. Топлината на концентрация е равна на топлината на разреждане с обратен знак

. (94)

Тук е количеството топлина, отделено в изпарителя по време на кондензацията на парата; - топлина за отопление на източникасуровини от до ;

- топлина за изпаряване на разтворителя при . При малка степен на концентрация и добра изолация изразъте малък и може да бъде пренебрегнат. Ако приемем, чеTn= Tk, т.е. разтворът влиза в апарата при точката на кипене, след което

,

, (95)

къдетоrn е топлината на изпаряване на разтворителя;rk - топлина на кондензация на отоплителна пара.

Ако се използва наситена пара като нагряваща пара и воден разтвор се изпарява, тогава

. Това означава, че 1 kg нагряваща пара се използва за изпаряване на 1 kg разтворител. Наистина,, т.е. парата е необходима повече с 1,05-1,15 пъти.

Лекция 6

Уравнение (94) се използва за определяне на топлинния товар. Необходимата топлообменна площ се определя от основната формула за изчисление

.

Тук желаната стойност иK- коефициентът на топлопреминаване се определя по известни формули. Има проблем с изчисляването на полезната температурна разлика.

Загуба на температура

Обикновено при еднокорпусните изпарители наляганията на нагревателните и вторичните пари са известни, т.е. техните температури. Разликата между температурите на отоплителните и вторичните пари се нарича обща температурна разлика на изпарителите

. (96)

---