Для непрерывно действующего выпарного аппарата поверхность нагрева определяется на основе уравнения теплопередачи
, м , (5.12)
где - тепловая нагрузка выпарного аппарата (определяется теплового баланса).
, , (5.13)
где - коэффициент теплопередачи,
- коэффициент теплоотдачи со стороны конденсирующегося греющего пара,
- коэффициент теплоотдачи со стороны кипящего раствора.
Полезная разность температур в выпарном аппарате представляет собой разность температуры конденсации греющего пара и температуры кипения выпариваемого раствора из уравнения (5.41)
В выпарном аппарате возникают температурные потери, общая величина которых складывается из температурной депрессии , гидростатической депрессии и гидравлической депрессии .
Температурная депрессия равна разности между температурой кипения раствора и температурой кипения чистого растворителя при одинаковом давлении.
при . (5.51)
Величина зависит от природы растворенного вещества и растворителя, концентрации раствора и давления; значения ее при атмосферном давлении приводятся в справочной литературе. Величину при любом давлении применительно к разбавленным растворам можно определить по уравнению И.А. Тищенко:
, (5.52)
где - температурная депрессия при атмосферном давлении ,град С;
Т – температура кипения чистого растворителя , град К;
r – теплота испарения, кДж/кг.
Гидростатическая депрессия обусловлена тем, что некоторая часть высоты кипятильных труб выпарного аппарата заполнена жидкостью, под которой находится паро-жидкостная эмульсия; содержание пара в ней резко возрастает по направлению к верхней кромке труб.
Назовем условно все содержимое кипятильных труб жидкостью. Вследствие гидростатического давления столба жидкости в трубах температура кипения нижерасположенных слоев жидкости в них будет больше, чем температура кипения вышерасположенных. Повышение температуры кипения раствора, связанное с указанным гидростатическим эффектом, называется гидростатической депрессией.
наиболее существенна при работе аппарата под вакуумом. зависит от интенсивности циркуляции и изменяющейся плотности паро-жидкостной эмульсии, заполняющей большую часть высоты кипятильных труб, поэтому не может быть точно рассчитана.
Для вертикальных аппаратов с циркуляцией выпариваемого раствора величина может быть принята в пределах 1-3 град °С.
Гидравлическая депрессия обусловлена гидравлическими сопротивлениями (трения и местные сопротивления), которые должен преодолеть вторичный пар при его движении, главным образом, через сепарационные устройства и паропроводы. Вызванное этим уменьшение давления вторичного пара приводит к некоторому снижению его температуры насыщения.
Для единичного аппарата , обычно колеблется в пределах 0,5-1,5 град. При расчете много корпусных установок гидравлическую депрессию учитывают, принимая во внимание снижение давления вторичного пара только в паропроводах между корпусами.
Температура кипения раствора с учетом температурных потерь, обусловленных температурной и гидростатической депрессиями, составляет:
, (5.53)
где - температура вторичного пара.
Дата: 2018-12-28, просмотров: 431.