См. продолжение

28. МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС ПРОЦЕССА ВЫПАРИВАНИЯ

1) камера нагревания; 2) сепаратор (может быть объединен с камерой и самостоятельно); 3) трубы; 4) циркуляционная труба.

Согласно рисунка на выпаривание поступает Gн исходного раствора концентрацией в _Н и удаляется Gк упаренного раствора с концентрацией в _К.

Если в аппарате выпаривается W воды, то мат баланс: Gн = Gк + W.

Мат. баланс по абсолютно сухому веществу, находящемуся в растворе определяется следующим образом. (Gн· в _Н) / 100 = (Gк · в _К) / 100.

При практических расчетах выпарного аппарата обычно бывают, заданны: расход исходного раствора Gн, его концентрация в _Н и концентрация упаренного раствора в _К. Тогда производительность аппарата по упаренному раствору будет, определятся следующим образом: Gк = (Gн· в _Н) / в _К.

29. ХАРАКТЕРИСТИКА ВЫПАРНЫХ АППАРАТОВ С ЕСТЕСТВЕННОЙ И ПРИНУДИТЕЛЬНОЙ ЦИРКУЛЯЦИЕЙ.

Применяются для выпаривания растворов невысокой вязкости несклонных к кристаллизации, просты в конструкции.

Они бывают с соосной и вынесенной греющей камерами.

Циркуляционная труба не обогревается. Если жидкость в трубах нагрета до кипения, то в результате выпаривания ее части образуется парожидкостная смесь, плотность которой меньше плотности самой жидкости. Таким образом, масса столба жидкости в циркуляционной трубе

больше, чем в кипятильных трубах.

Вследствие чего происходит циркуляция кипящей жидкости по пути: кипятильные трубы – циркуляционная труба – паровое пространство – кипятильные трубы. При такой циркуляции повышается коэф. теплоотдачи кипящей жидкости и снижается образование накипи на поверхности труб. Для создания интенсивной циркуляции разность температур между греющим паром и раствором должна быть не ниже 10 град.

Выпарной аппарат с принудительной циркуляцией. Принудительная циркуляция позволяет повысить интенсивность циркуляции раствора и коэф. теплоотдачи. Циркуляция осуществляется центробежным насосом. Раствор подается в нижнюю часть труб, а упаренный раствор отводится из нижней части сепаратора. Уровень жидкости поддерживается несколько ниже верхнего края кипятильных труб. Циркуляционная труба встроена. Поскольку вся циркуляционная система заполнена жидкостью, работа насоса затрачивается лишь на преодоление гидравлических сопротивлений. Давление внизу кипятильных труб будет больше, чем вверху на разность столба жидкости в трубах и их гидравлическое сопротивление, поэтому в большей части кипятильных труб жидкость не кипит, а подогревается. Закипание происходит только на небольшом участке верхней трубы.

В этих аппаратах используется жидкость малой вязкости, при разности температур между греющим паром и жидкостью от 3-5 град.

У данных аппаратов коэф. теплопередачи R в 3-4 раза выше, чем при естественной циркул. и меньше площади поверхности теплопередачи, меньше металлоемкость аппарата.

30. КИНЕТИКА МАССОПЕРЕДАЧИ; ХАРАКТЕРИСТИКА КОЭФ. МАССОПЕРЕДАЧИ.

Массопередача – это процесс перехода вещества (или нескольких веществ) из одной фазы в другую в направлении достижения равновесия. В массообмене, как правило, участвуют три вещества:

1.Растворяющее вещество, составляющее первую фазу;

2.Вещество, составляющее вторую фазу;

3.Распределяемое вещество, которое переходит из одной фазы в другую.

Обозначим первую фазу через G, вторую L, третью через M. Все массообменные процессы обратимы, поэтому вещество М может переходить из фазы G в фазу L и наоборот и это зависит от концентрации вещества в фазах, если вещество М находится в фазе G и имеет концентрацию Y, то в это время в фазе L вещества М нет и его концентрация в фазе L через Х = 0.

Если фазы G и М привести в соприкосновение, то начинается переход вещества М из фазы G в фазу L, а затем наоборот. По истечении определенного времени скорости прямого и обратного перехода вещества в фазах становятся одинаковыми. Такое состояние называется равновесным, при котором устанавливается строго определенная зависимость между концентрациями вещества в фазах.

Коэф. массопередачи получается из основного ур-я массопередачи, согласно которому скорость массообменных процессов прямо пропорциональна движущей силе процесса (разность концентраций) и обратно пропорциональна массообменному сопротивлению.

Коэф. массопередачи показывает, какое кол-во вещества переходит из одной фазы в другую в единицу времени через единицу поверхности раздела фаз при движущей силе равной единице.

К = М/(t · dF); М = k · dF · t; Q = k · dF · t · Dt.

Дата добавления: 2015-05-10