Лабораторный практикум по курсу "Процессы и аппараты". Гидромеханические и тепловые процессы. Николаев Г.И - 59 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВСГУТУ | Улан-Удэ

Составители: 

Рубрика: 

Общие положения
Выпариванием называется концентрирование растворов практически летучих и мало
летучих веществ в жидких летучих растворителях путем удаления влаги (растворителя) в
виде вторичных паров в результате подвода тепла.
Получение, высококонцентрированных растворов, практически сухих и кри-
сталлических продуктов, облегчает и удешевляет их перевозку и хранение.
Тепло для выпаривания можно подводить любыми теплоносителями, применяемыми при
нагревании. Чаще всего используют в качестве греющего агента водяной пар, который назы-
вают греющим, или первичным, так как в 1 кг пара аккумулирована большая внутренняя
энергия 2264000 Дж тепла при атмосферном давлении.
Пар, образующийся при выпаривании кипящего раствора называется вторичным,
Процессы выпаривания проводят:
Р>1атм - при избыточном давлении;
Р=1атм - при атмосферном давлении;
Р<1атм - при вакууме, самое экономичное, так как процесс выпаривания проходит при низ-
ких температурах.
Удаляемая влага, определяемая из материального баланса выпаривания:
WG
в
в
H
н
к
=−(1 )
, кг/с , (15.1)
где
W - количество удаляемой влаги, кг/с;
G
H
- количество исходного раствора, кг/с;
В
н
, В
к
- концентрация исходного и упаренного раствора, % (мас.).
Общее количество тепла, затрагиваемого на выпаривание раствора, состоит из трех
составляющих:
Q
общ
=Q
нагр
+ Q
иcп
+Q
пот
; Вт , (15.2)
где Q
нагр
= G
р
с
р
(t
кип
- t
н
)=Д* r
Д
;
(15.3)
Q
исп
=W* r
w
=Д* r
w
; (15.4)
Q
пот
=α
возд
F(t
ст
- t
возд
) , (15.5)
где G
p
– количество обрабатываемого раствора, кг/с;
с
р
– удельная теплоемкость раствора, Дж/кг
0
К;
t
кип
– температура кипения раствора,
0
С;
t
н
– начальная температура раствора,
0
С;
Д – количество греющего пара, кг/с;
r
w
– удельная теплота парообразования (конденсации) вторичного пара, Дж/кг;
r
д
- удельная теплота парообразования (конденсации) греющего пара, Дж/кг;
α
возд
– коэффициент теплоотдачи воздуха, Вт/м
2 0
К;
F – наружная поверхность выпарной установки, м
2
;
t
ст
– температура наружной стенки аппарата,
0
С;
t
возд
– температура окружающего воздуха,
0
С.
При технических расчетах принимают (3÷5)% потерь тепла в окружающую среду, то-
гда уравнение (15.4) примет вид:
Q
исп
= (1,03÷1,05) Wr
w
; (15.6)
Поверхность нагрева непрерывно действующего выпарного аппарата определяется на 
                                      Общие положения

       Выпариванием называется концентрирование растворов практически летучих и мало
летучих веществ в жидких летучих растворителях путем удаления влаги (растворителя) в
виде вторичных паров в результате подвода тепла.
       Получение, высококонцентрированных растворов, практически сухих и кри-
сталлических продуктов, облегчает и удешевляет их перевозку и хранение.
Тепло для выпаривания можно подводить любыми теплоносителями, применяемыми при
нагревании. Чаще всего используют в качестве греющего агента водяной пар, который назы-
вают греющим, или первичным, так как в 1 кг пара аккумулирована большая внутренняя
энергия 2264000 Дж тепла при атмосферном давлении.
       Пар, образующийся при выпаривании кипящего раствора называется вторичным,
       Процессы выпаривания проводят:
Р>1атм - при избыточном давлении;
Р=1атм - при атмосферном давлении;
Р<1атм - при вакууме, самое экономичное, так как процесс выпаривания проходит при низ-
ких температурах.
       Удаляемая влага, определяемая из материального баланса выпаривания:


                                      вн
                      W = G H(1 −        ) , кг/с ,          (15.1)
                                      вк

     где W - количество удаляемой влаги, кг/с;
          GH- количество исходного раствора, кг/с;
          Вн, Вк- концентрация исходного и упаренного раствора, % (мас.).

       Общее количество тепла, затрагиваемого на выпаривание раствора, состоит из трех
 составляющих:

                       Qобщ=Qнагр + Qиcп+Qпот; Вт ,         (15.2)
      где              Qнагр = Gрср(tкип - tн)=Д* rД;      (15.3)
                       Qисп=W* rw=Д* rw ;                  (15.4)
                       Qпот=αвозд F(tст - tвозд) ,         (15.5)

      где Gp – количество обрабатываемого раствора, кг/с;
      ср – удельная теплоемкость раствора, Дж/кг 0К;
      tкип – температура кипения раствора, 0С;
      tн – начальная температура раствора, 0С;
      Д – количество греющего пара, кг/с;
      rw – удельная теплота парообразования (конденсации) вторичного пара, Дж/кг;
      rд - удельная теплота парообразования (конденсации) греющего пара, Дж/кг;
      αвозд – коэффициент теплоотдачи воздуха, Вт/м2 0К;
      F – наружная поверхность выпарной установки, м2;
      tст – температура наружной стенки аппарата, 0С;
      tвозд – температура окружающего воздуха, 0С.

      При технических расчетах принимают (3÷5)% потерь тепла в окружающую среду, то-
гда уравнение (15.4) примет вид:
                              Qисп= (1,03÷1,05) Wrw ;    (15.6)

      Поверхность нагрева непрерывно действующего выпарного аппарата определяется на

Страницы