![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Температурный режим однокорпусного выпарного аппарата. Температурные дипрессии (потери).Стр 1 из 3Следующая ⇒
Лекция № 10. Процесс выпаривания. План: 1. Основные понятия и определения. Способы выпаривания. 2. Материальный и тепловой баланс процесса однокорпусного выпаривания. 3. Температурный режим однокорпусного выпарного аппарата. Температурные дипрессии. 4. Схемы многокорпусного выпаривания. 5. Материальный и тепловой баланс многокорпусного выпаривания. Основные понятия и определения. Способы выпаривания. Выпаривание – процесс удаления из растворов растворителя путем перевода его в парообразное состояние при температуре кипения и отвода паров из аппарата. Процесс выпаривания осуществляется в аппаратах, которые называются выпарными. Процесс выпаривания применяют в пищевой промышленности в качестве: - заключительной стадии технологических процессов при производстве сгущеного молока, уваривании джемов, концентрировании различных продуктов - промежуточной стадии технологических процессов: выпаривание молока перед сушкой, при производстве сахара и соли и др. Для осуществления процесса выпаривания к раствору подводится тепло при помощи греющего (первичного) пара по законам теплопередачи. Пар, который образуется в процессе выпаривания называют вторичным или соковым паром. Вторичный пар, который используется на другие технологические нужды называется экстрапаром. Выпарные аппараты с паровым обогревом состаят из двух основных частей:
2) сепаратора – пространства, в котором вторичный пар отделяется от раствора. Наибольшее распространение получили выпарные аппараты, поверхность обогрева в которых выполнена: 1- из труб 2- в виде паровой рубашки. Однако, трубчатая поверхность обладает большей площадью теплообмена при тех же размерах аппарата, а также более равномерным распределением поля темпратур в выпариваемом растворе. Различают следующие три способа выпаривания: - под вакуумом - при атмосферном давлении - при избыточном давлении Движущей силой процесса выпаривания является – полезная разность температур.
Более предпочтительным является выпаривание под вакуумом, это связано с тем, что: - снижается температура кипения растворителя
Недостатком выпаривания под вакуумом является необходимость применения дополнительного оборудования для создания вакуума, что увеличивает эксплуатационные затраты. Выпарные аппараты подразделяют на три группы: -однокорпусные -многокорпусные -однокорпусные с тепловым насосом (в данных аппаратах вторичный пар сжимается до давления греющего и используется для обогрева того же аппарата, в котором он образуется).
2. Материальный и тепловой баланс процесса однокорпусного выпаривания. Материальный баланс Запишем материальный баланс процесса выпаривания по всему веществу
Запишем баланс по сухому веществу
Тогда расход концентрированного раствора равен
А количество вторичного пара
Тепловой баланс Q – расход теплоты на выпаривание, Вт
Тогда подставив (4) и (2) в (1) и выразив Q получаем:
где
Если начальная температура раствора выше чем температура кипения
Величину тепловых потерь можно учесть как
Определим из ур. (5) необходимый расход пара
Эффективность процесса выпаривания оценивают следующим показателем
Теплоемкость растворов можно определить по формуле
где
Температурный режим однокорпусного выпарного аппарата. Температурные дипрессии (потери).
Расход теплоты на выпаривание определяется как
Откудаплощадь поверхности теплообмена
Обычно в однокорпусных выпарных установках известны давления первичного греющего и вторичного паров, а следовательно, определены и их температуры. Разность между температурами греющего пара и вторичного пара на выходе из установки (в конденсаторе) называют общей разностью температур выпарного аппарата:
Общая разность температур связана с полезной разностью температур соотношением:
Суммарные температурные потери (диссперсии) состоят:
где
Гидравлическая температурная дисперсия связана с уменьшением температуры вторичного пара при прохождении участка трубопровода от сепаратора выпарного аппарата до барометрического конденсатора, из-за гидравлических патель давления в трубопроводе, т.е.
Потери давления на данном участке трубопровода находятся по ур:
Концентрационная температурная дисперсия связана с повышением температуры кипения раствора по сравнению с температурой кипения растворителя (жидкости) при томже давлении.
Гидростатическая дисперсия характеризует повышение температуры кипения раствора с увеличением давления гидростатического столба жидкости. Она проявляется только в аппаратах с кипятильными трубками. В этом случае за темпаратуру кипения раствора принимают температуру в средней части кипятильных труб.
Давление в среднем слое вырариваемого расствора определяется по формуле
|