 |
Факторы, влияющие на интенсивность выпаривания
|
|
|
|
. Как в любом процессе теплообмена, интенсивность выпаривания зависит от интенсивности теплопередачи
Q = kF  t
| (10.29) |
т. е. в первую очередь от величины движущей силы Δt.
Для однокорпусного аппарата движущая сила Δt определяется как разность между температурой греющего пара и температурой кипения раствора:
| (10.30) |
Температура кипения раствора зависит от давления. Но давление внутри кипящей жидкости изменяется по высоте аппарата, т. е. гидростатическое давление жидкости приводит к тому, что температура кипения в нижних слоях жидкости выше, чем в верхних, а образующийся вторичный пар имеет температуру, соответствующую давлению в соковом пространстве, т. е. ниже температуры кипения жидкости в среднем слое tк.cp,
| (10.31) |
где 
— гидростатическая температурная депрессия.
Давление в среднем слое жидкости, которое определяет температуру 
, с учетом гидростатического давления
| (10.32) |
где h — высота столба жидкости в аппарате.
Таким образом, движущая сила выпаривания фактически ниже:
| (10.33) |
На практике гидростатические температурные потери составляют 1—3 °С в зависимости от конструкции аппарата.
Чтобы уменьшить влияние гидростатической депрессии, на практике стараются изготавливать аппараты с небольшой высотой столба жидкости, т. е. с большим диаметром.
Интенсивность выпаривания уменьшается также из-за физико-химической температурной депрессии 
— разности между температурой кипения раствора и чистого растворителя. Эта разность зависит от давления и концентрации раствора и может достигать значительных величин. Для нормального давления разность температур кипения 60%-го сахарного раствора и воды составляет 3 °С, для 25%-го водного раствора NaCl — 7 °С, а для 50%-го раствора NaOH — 42,2 °С.
|
|
|
Таким образом, полезная разность температур для выпарного аппарата
| (10.34) |
или
| (10.35) |
Физико-химическая и гидростатическая температурная депрессия наблюдается в каждом выпарном аппарате, в том числе и в аппаратах многокорпусной установки.
Для многокорпусной выпарной установки общая разность температур определяется как разность между температурой греющего пара, поступающего в первый корпус, и температурой кипения в последнем корпусе:
| (10.36) |
Полезная разность меньше общей на величину температурных потерь в каждом корпусе и потерь температуры пара при переходе из одного корпуса в другой за счет гидравлических потерь давления:
| (10.37) |
Для уменьшения гидравлических температурных потерь уменьшают длину паропроводов, располагая корпуса рядом.
Анализ работы многокорпусной установки показал, что для уменьшения удельного расхода греющего пара целесообразно увеличивать число корпусов установки. С увеличением же числа корпусов пропорционально возрастает и стоимость установки. Однако беспредельное увеличение числа корпусов приводит к уменьшению движущей силы, приходящейся на каждый корпус.
Прежде всего температура кипения в первом корпусе не может быть выше допустимой для данного раствора. Поэтому увеличение давления и температуры греющего пара не ведет к увеличению Д/пол для второго и последующих корпусов. С другой стороны, разрежение в последнем корпусе зависит от режима работы конденсатора и вакуум-насоса и также ограниченно. Поэтому ограниченна сама общая разность температур Δtобщ. А так как с увеличением числа корпусов возрастают потери температуры, то Δtпол еще более ограниченна. Поэтому на практике используют установки из 4—5 корпусов.
Многокорпусные выпарные установки можно компоновать из одинаковых аппаратов с равной поверхностью теплообмена F, но в этом случае полезная разность температур между корпусами распределяется неравномерно. Многокорпусную установку с аппаратами, каждый из которых имеет разную, но наименьшую в данных условиях поверхность нагрева, рассчитывают по другому принципу. В этом случае полезная разность температур для каждого корпуса одинакова.
|
|
|
Патентный обзор
Этот раздел включает в себя краткое описание патентов на изобретения по теме выпаривание за 1991-2002 годы.
|
|
|
