Температурное поле и температурный градиент

Содержание

Условные обозначения. 3

3. Тепловые процессы.. 5

3.1. Способы передачи теплоты.. 5

3.2. Тепловые балансы.. 6

3.3. Температурное поле и температурный градиент. 8

3.4. Передача тепла теплопроводностью.. 9

3.5. Тепловое излучение. 14

3.6. Конвективный теплообмен. 19

3.6.1. Теплоотдача. 19

3.6.2. Дифференциальное уравнение конвективного теплообмена. 20

3.6.3. Подобие процессов теплообмена. 22

3.6.4. Теплоотдача при свободном и вынужденном движении жидкости. 25

3.6.5. Теплоотдача при изменении агрегатного состояния. 29

3.7. Сложный теплообмен. 36

3.8. Процессы нагревания, охлаждения и конденсации. 40

3.9. Теплообменные аппараты.. 44

3.9.1. Классификация и типы теплообменных аппаратов. 44

3.9.2. Расчет теплообменных аппаратов. 57

3.9.3. Рекомендации по выбору и проектированию поверхностных теплообменников. 60

4. Выпаривание. 62

4.1 Общие сведения. 62

4.2 Схемы выпаривания. 62

4.3 Некоторые свойства растворов при выпаривании. 65

4.4 Движущая сила и температурные депрессии. 67

4.5 Теплота растворения. 69

4.6 Многократное выпаривание. 69

4.6.1 Материальный баланс. 70

4.6.2 Тепловой баланс. 71

4.6.3 Полезная разность температур. 73

4.6.4 Распределение полезной разности температур. 74

4.7 Поверхность теплопередачи. 76

4.8 Оптимальное число корпусов выпарной установки. 76

4.9 Особенности расчёта коэффициента теплопередачи. 77

4.10 Конструкции выпарных аппаратов. 78

Библиографический список. 88

Условные обозначения

–работа, Дж;

– удельная поверхность зернистого слоя, м²/м³,

b–коэффициент температуропроводности, м²/с;

–удельная теплоемкость вещества, Дж/(кг·с);

–коэффициент диффузии, м/с²;

– диаметр, м;

–поверхность теплообмена, м²;

–площадь поперечного сечения, м²;

g –ускорение свободного падения, м/с²;

H –напор насоса, высота, м;

h –высота, м;удельная энтальпия, Дж/кг;

–коэффициент скорости процесса (теплопередачи, Вт/(м²/К),(массопередачи, кг/( м²·с·ед. движ. силы);

–длина, м;

L –работа;

–массовый расход, кг/с;

–масса вещества, кг;

–частота вращения, с^-1;

–мощность;

Р –сила, Н;

р –гидростатическое давление, Н/м²;

Q –количество вещества, тепла ( тепловой поток), Дж;

q –удельныйтепловой поток, Дж/м²;

–радиус, м;

Т – абсолютная температура, К;

–периметр, м;

–объем, м³;

v –удельный объем, м³/кг ;

–объемный расход, м³/с;

–мольная, массовая, относительнаямассовая доля компонента жидкости в растворе;

–мольная, массовая, относительнаямассовая доля компонента газа в смеси;

– коэффициент теплоотдачи, Вт/(м²/К);

–коэффициент массоотдачи, кг/(м²·с·ед. движ. силы);

– толщина стенки, пленки жидкости, пограничного слоя, зазор, м;

– порозность зернистого слоя, относительная шероховатость поверхности;

φ –угол, химический потенциал;

η –КПД системы, установки;

– коэффициент теплопроводности, Вт/(м·К);

μ –динамический коэффициент вязкости, Па·с;

–безразмерная температура;

– плотность вещества, кг/ м³;

–коэффициент поверхностного натяжения, Н/м;

τ – время, с;

–коэффициент местного сопротивления.

Тепловые процессы

Способы передачи теплоты

Перенос энергии в форме тепла, происходящий между телами, имеющими различную температуру, называется теплообменом. Движущей силой любого процесса теплообмена является разность температур между более нагретым и менее нагретым телами, при наличии которой имеет местосамопроизвольныйперенос тепла.

Согласно второму закону термодинамики, самопроизвольный процесс переноса теплоты в пространстве возникает под действием разности температур и направлен в сторону уменьшения температуры.

Теплообмен представляет собой обмен энергией между молекулами, атомами и свободными электронами. В результате теплообмена интенсивность движения частиц более нагретого тела снижается, а менее нагретого возрастает.

Теплопередача – наука о процессах распространения тепла. Законы теплопередачи лежат в основе тепловых процессов – нагревания, охлаждения, конденсации паров, кипения жидкостей, выпаривания – и имеют большое значение для проведения многих массообменных процессов (перегонки, сушки и др.), а также реакционных процессов химической технологии, протекающих с подводом или отводом тепла.

Тела, участвующие в теплообмене, называются теплоносителями. Теплота может распространяться в любых веществах и даже в вакууме. Идеальных изоляторов тепла не существует.

Во всех веществах тепло передается теплопроводностьюза счет переноса энергии микрочастицами. Молекулы, атомы, электроны и другие микрочастицы, из которых состоит вещество, движутся со скоростями пропорциональными температуре. За счет взаимодействия частиц друг с другом более быстрые отдают энергию медленным частицам, перенося, таким образом, теплоту из зоны с более высокой температурой в зону с меньшей температурой.

В жидкостях и газах перенос теплоты может осуществиться еще и за счет перемешивания движущихся частиц. При этом уже не отдельные молекулы, а большие макроскопические объемы более нагретой жидкости (газа) перемещаются в зоны с меньшими температурами, а менее нагретые в зоны с большей температурой. Перенос теплоты вместе с макроскопическими объемами вещества называется конвекцией.

Одновременно вместе с конвекцией имеет место теплопроводность. Такой сложный вид теплообмена называется конвективным. Конвекция является определяющим процессом переноса тепла в жидкостях и газах, поскольку она значительно интенсивнее теплопроводности.

Большое распространение получил теплообмен между жидкостью (газом) и поверхностью твердого тела (или наоборот). Этот процесс называется конвективной теплоотдачей или просто теплоотдачей.

Излучение является третьим способом передачи тепла. Теплота излучением передается через все прозрачные среды, в том числе и в вакууме (в космосе). Носителями энергии при излучении являются фотоны, излучаемые и поглощаемые телами, участвующими в теплообмене.

В большинстве случаев перенос теплоты производится несколькими способами одновременно. В процессе теплоотдачи участвуют все способы передачи тепла – теплопроводность, конвекция и излучение. Более сложным является процесс передачи тепла от более нагретого теплоносителя к менее нагретому через разделяющую их стенку,называемый теплопередачей. В процессе теплопередачи переносу тепла конвекцией сопутствует теплопроводность и теплообмен излучением. Однако при рассмотрении сложных процессов теплообмена преобладающими в определенных условиях является один или два из трех способов распространения тепла.

В непрерывно действующих аппаратах температуры в различных точках не изменяются во времени и протекающие процессы теплообмена считаются установившимися (стационарными). В периодически действующих аппаратах, где температуры меняются во времени, осуществляются неустановившиеся (нестационарные) процессы теплообмена.

Тепловые балансы

Тепло, отдаваемое более нагретым теплоносителем , затрачивается на нагрев более холодного теплоносителя , и некоторая часть тепла расходуется на компенсацию аппаратом потерь тепла в окружающую среду . Величина тепловых потерь для изолированных теплообменных аппаратов не превышает 3 - 5 % полезно используемого тепла. Тепловая нагрузка на аппарат определяется следующим образом:

(3.1)

Величиной вследствие ее малости в предварительных расчетах обычно пренебрегают.

При известных расходах и энтальпиях теплоносителей уравнение теплового баланса имеет вид

(3.2)

Если теплообмен протекает без изменения агрегатного состояния теплоносителей, то энтальпии теплоносителей определяются по формулам:

(3.3)

Если теплообмен осуществляется при изменении агрегатного состояния одного из теплоносителей или в процессе теплообмена протекают химические реакции, сопровождающиеся тепловыми эффектами, то в тепловом балансе должно быть учтено тепло, выделяющееся при физическом или химическом превращении.

Так при конденсации перегретого пара тепло, отдаваемое теплоносителем, включает в себя теплоту, отдаваемую паром при его охлаждении до состояния насыщения, теплоту конденсации и теплоту, отдаваемую образовавшимся конденсатом:

(3.4)

При обогреве насыщенным паром, если конденсат не охлаждается, первый и третий члены правой части уравнения из теплового баланса исключаются.

От количества передаваемого тепла зависят размеры теплообменного аппарата. Основным размером теплообменного аппарата является теплопередающая поверхность (поверхность теплообмена).

Связь между количеством передаваемого тепла в аппарате и поверхностью теплообмена определяется основным кинетическим уравнением процесса теплообмена. Это уравнение, записанное в виде

(3.5)

называется основным уравнением теплопередачи.

Для установившегося процесса теплообмена основное уравнение теплопередачи имеет вид

(3.6)

Из этого уравнения определяется поверхность теплообмена:

(3.7)

Среднюю разность температур между теплоносителями рассчитывают по начальным и конечным температурам теплоносителей, участвующих в теплообмене.

Определение коэффициента, являющегося коэффициентом скорости теплового процесса, представляет наибольшие трудности при расчете теплового аппарата. Коэффициент теплопередачи зависит от режима, скоростей течения и физических свойств теплоносителей, геометрических характеристик теплообменного аппарата.

Определение кинетических характеристик теплового процесса – средней разности температур и коэффициента теплопередачи – является основной задачей теплопередачи, как науки о процессах распространения тепла из одной части пространства в другую.

Тепловое излучение

Если на поверхность тела попадает лучистая энергия в количестве , то в общем случае телом поглощается только часть ее с последующим превращением в тепловую энергию. Часть лучистой энергии отражается от поверхности тела, а часть проходит сквозь него. Очевидно, что

(3.28)

Первое слагаемое равенства характеризует поглощательную способность тела, второе – отражательную, третье – пропускательную.

В пределе каждое из слагаемых может быть равно единице, если каждое из оставшихся двух равно нулю.

При и соответственно и тело полностью поглощает все падающие на него лучи. Такие тела называются абсолютно черными.

При , и тело отражает все падающие на него лучи. Такие тела называются абсолютно белыми.

При ; и тело пропускает все падающие лучи. Такие тела называются абсолютно прозрачными или диатермичными.

Тела, которые поглощают, отражают и пропускают ту или иную часть падающих на них лучей, называются серыми телами.

Закон Стефана – Больцмана. Количество тепла, излучаемого единицей поверхности тела в единицу времени, называется лучеиспускательной способностью тела:

(3.29)

Лучеиспускательная способность, отнесенная к длинам волн от до , т.е. к интервалу волн , называется интенсивностью излучения:

(3.30)

.

Планком теоретически получена следующая зависимость общей энергии теплового излучения от абсолютной температуры и длин волн для абсолютно черного тела:

(3.31)

входящие в уравнение константы: 3,22∙10^-16 Вт/м²,С₂= 1.24∙10^-2Вт/м².

Это уравнение после разложения знаменателя в ряд и последующего интегрирования позволяет выразить полную энергию, или лучеиспускательную способность абсолютно черного тела:

(3.32)

.

Константалучеиспускания абсолютно черного тела 5,67∙10^-8 Вт/(м²К⁴).

Уравнение носит название закона Стефана – Больцмана, согласно которому лучеиспускательная способность абсолютно черного тела пропорциональна четвертой степени абсолютной температуры его поверхности.

При проведении технических расчетов приведенную зависимость для удобства используют в несколько ином виде:

(3.33)

где Вт/(м²К⁴) – коэффициент лучеиспускания абсолютно черного тела.

Закон Стефана – Больцмана применим также к серым телам:

(3.34)

где - относительный коэффициент лучеиспускания, или степень черноты серого тела; –коэффициент лучеиспускания серого тела.

Значение всегда меньше единицы и колеблется в пределах от0,055 для алюминия, до 0,95 для твердой резины. Для листовой углеродистой стали при температуре окружающей среды.

Закон Кирхгофа. Для серых тел необходимо знать зависимость между их излучательной и поглощательной способностью.

Рассмотрим (рис. 3.2) серое и абсолютно черное тела, расположенные параллельно друг другу.

Рис. 3.2. Лучистый теплообмен с параллельно расположенными поверхностями

Примем, что все лучи, испускаемые поверхностью одного тела, падают на поверхность другого. Абсолютно черное тело имеет температуру , лучеиспускательную способность и поглощательную 1, серое тело соответственно , при этом . Излучение попадает на абсолютно черное тело и целиком поглощается им. Излучение попадает на серое тело, при этом часть его, равная , поглощается, а другая часть, равная , отражается на абсолютно черное тело и поглощается им. Таким образом, в результате лучистого теплообмена между телами абсолютно черное тело получает суммарное количество энергии:

(3.35)

Если обмен лучистой энергией между телами происходит при одинаковых температурах ,то количество энергии, переданной от одного тела к другому, равно нулю и, следовательно:

и

(3.36)

Полученное равенство является математическим выражением закона Кирхгофа, согласно которому отношение лучеиспускательной способности тел к их поглощательной способности для всех тел одинаково, равно лучеиспускательной способности абсолютно черного тела при той же температуре и зависит только от температуры.

Взаимное излучение двух твердых тел. Количество тепла, передаваемое излучением от более нагретого твердого тела менее нагретому, определяется по уравнению

(3.37)

,

где коэффициент взаимного излучения ; – средний угловой коэффициент, определяется формой, размерами и взаимным расположением поверхностей, участвующих в теплообмене; - излучающая поверхность тел.

Значения коэффициента приводятся в специальной литературе. Если одно тело находится внутри другого, то 1. В этом случае коэффициент взаимного излучения определяется в соответствии с уравнением

(3.38)

.

В этом уравнении индекс «1» соответствует более нагретому телу, расположенномувнутри другого.

Если поверхности равны и параллельны, то в соответствии с приведенным выше выражением

(3.39)

.

Для более нагретого тела с поверхностью из того же выражения следует что

Для того, чтобы уменьшить лучистый теплообмен между телами или организовать защиту от вредного влияния сильного излучения, используют перегородки – экраны, изготовленные из хорошо отражающих лучи материалов. Экраны располагают между поверхностями, обменивающимися лучистой энергией.

Конвективный теплообмен

Теплоотдача

Под конвективным теплообменом понимается процесс распространения тепла в жидкости или газе от поверхности твердого тела или к его поверхности одновременно конвекцией и теплопроводностью. Такойвид теплообмена также называют теплоотдачей. При теплоотдаче тепло распространяется от поверхности теплообмена к жидкости через пограничный слой за счет теплопроводности и от пограничного слоя в массу (ядро) жидкости преимущественно конвекцией. Перенос тепла конвекцией тем интенсивнее, чем более турбулизирован движущийся поток жидкости или газа. Конвекция связана с переносом тепла массой жидкости и зависит от гидродинамических условий течения.

Свободное движение жидкости (естественная конвекция) возникает вследствие разностей плотностей нагретых и холодных частей жидкости и определяется ее физическими свойствами, объемом и разностью температур нагретых и холодных частей.

Вынужденное движение теплоносителей осуществляется под воздействием насосов, компрессоров и определяется физическими свойствами, скоростью, формой и размерами каналов, в которых происходит их перемещение.

Закон Ньютона. Основным законом теплоотдачи является закон Ньютона, согласно которому количество тепла, передаваемого от поверхности теплообмена теплоносителю (или от теплоносителя к теплообменной поверхности), прямо пропорционально поверхности теплообмена, разности температур поверхности и теплоносителя и времени, в течение которого осуществляется теплообмен:

(3.40)

Коэффициент теплоотдачи имеет размерность

,

показывает, какое количество тепла передается от поверхности теплообмена в 1 м² к теплоносителю или наоборот от теплоносителя к поверхности теплообмена в единицу времени при разности температур равной одному градусу.

Применительно к поверхности теплообмена для всего аппарата и установившегося процесса уравнение теплоодачи имеет вид

(3.41)

где - средний по теплообменной поверхности аппарата коэффициент теплоотдачи.

Вследствие сложной структуры потоков, особенно в условиях турбулентного течения, величина коэффициента теплоотдачи представляет собой функцию многих переменных определяющих: режим течения жидкости - скорости, вязкости, плотности; тепловые свойства жидкости - теплоемкости, теплопроводности, коэффициента объемного расширения; геометрических параметров – формы и определяющих размеров, а также шероховатости стенки:

(3.42)

Вследствие сложной зависимости коэффициента теплоотдачи от большого числа факторов невозможно получить уравнениедля расчета коэффициента теплоотдачи, пригодное для всех случаев теплоотдачи.

Для определения коэффициента теплоотдачи необходимо знать температурный градиент жидкости у стенки, т.е распределение температур в жидкости. Поэтому исходной зависимостью для обобщения опытных данных по теплоотдаче является общий закон распределения температур в жидкости, определяемый дифференциальным уравнением конвективноготеплообмена.

Сложный теплообмен

В тепловых процессах в большинстве случаев распространение тепла осуществляется одновременно теплопроводностью, конвекцией и тепловым излучением. Такой вид процесса, как было сказано выше, называется сложным теплообменом.

Передача тепла одновременно конвекцией и тепловым излучением является одним из важнейших процессов теплообмена.

Для установившегося процесса количество тепла, отдаваемое стенкой за счет теплопроводности, составляет

(3.93)

а за счет теплового излучения

(3.94)

Если ввести обозначение для коэффициента теплоотдачи излучением

(3.95)

,

количество тепла, отдаваемое стенкой за счет теплового излучения,составит

(3.96)

.

Тогда общее количество тепла, отдаваемое стенкой, равно:

или

(3.97)

где - приведенный коэффициент теплоотдачи, учитывающий одновременно конвективный теплообмен и теплообмен излучением.

Теплопередача, как было сказано выше, также относится к сложным видам теплообмена между теплоносителями через разделяющую перегородку.

Количество передаваемого тепла определяется основным уравнением теплопередачи

.

В этом уравнении коэффициент теплопередачи является коэффициентом скорости процесса, учитывающим перенос тепла теплоотдачей от теплоносителя кстенке, теплопроводностью через стенку и от стенки теплоотдачей к другому теплоносителю. Коэффициент теплопередачи определяет количество тепла, которое передается от одного теплоносителя к другому через единицу площади разделяющей их стенки в единицу времени при разности температур между теплоносителями в один град.

Соотношение для расчета коэффициента теплопередачи можно получить из схемы процесса, приведенной на рис. 3.6.

Рис. 3.6. Характер изменения температур при теплопередаче через плоскую стенку

При установившемся процессе количество тепла, которым обмениваются теплоносители, остается неизменным для процессов теплоотдачи от одного теплоносителя к стенке и от стенки к другому теплоносителю, а также теплопроводности по толщине стенки

; ; .

(3.98)

После решения этих уравнений относительно разностей температур получим

; ;

(3.99)

В результате сложения правых и левых частей уравнение примет вид

(3.100)

откуда

(3.101)

При сопоставлении последнего уравнения с уравнением теплопередачи получим выражение для коэффициента теплопередачи

(3.102)

Величина, обратная коэффициенту скорости, представляет собой сопротивление, называемое термическим сопротивлением теплопередаче. Это сопротивление складывается из суммы термических сопротивлений теплоотдачи со стороны теплоносителей и самой стенки:

(3.103)

При расчете термического сопротивления многослойной стенки (например, при наличии загрязнений с той и другой стороны поверхности теплообмена) необходимо учитывать термические сопротивления всех слоев, составляющих стенку:

(3.104)

Движущая сила процесса теплопередачи при прямоточном и противоточном движении теплоносителей вычисляется по уравнению

(3.105)

где , - наибольшая и наименьшая разности температур между теплоносителями на концах теплообменника, соответственно.

При небольших изменениях температур теплоносителей, когда , среднюю разность температур вычисляют как среднеарифметическую:

(3.106)

При перекрестном и смешанном токе теплоносителей среднюю разность температур определяют из формулы для прямоточного и противоточного движения теплоносителей с учетом поправочного коэффициента , определяемого из справочной литературы, т.е.

(3.107)

Теплообменные аппараты

Рекомендации по выбору и проектированию поверхностных теплообменников

При подборе и проектировании поверхностных теплообменников выбор конструкции теплообменника приобретает важнейшее значение. Следует учитывать ряд требований, которым должен удовлетворять данный теплообменник. Эти требования зависят от конкретных условий протекания процесса теплообмена, к которым прежде всего следует отнести величину тепловой нагрузки аппарата, агрегатное состояние и физико-химические свойства теплоносителей (вязкость и др.), их агрегативность, температуру и давление в аппарате, условия теплопереноса (гидродинамические режимы, соотношения между коэффициентами теплоотдачи по обе стороны стенки и др.), возможность создания чистого противотока, если температуры теплоносителей в процессе теплопереноса заметно изменяются, возможность загрязнения поверхностей теплообмена (если таковая существует, то желательно, чтобы поверхность была доступной для периодической чистки) и др. Кроме того, теплообменник должен быть как можно более прост по устройству, компактен, с малой металлоемкостью и т. п. Конструкции теплообменника, который бы удовлетворял всем названным требованиям, нет. Поэтому в каждом конкретном случае теплообмена приходится ограничиваться выбором наиболее подходящей конструкции.

При выборе теплообменника следует учитывать положения, которые существенно влияют на интенсивность теплообмена, размеры теплообменника и условия его эксплуатации, важнейшими из которыхявляются следующие.

Для получения высоких значений коэффициентов теплопередачи теплоносители должны иметь достаточно большие скорости. Однако с ростом скорости растут гидравлические сопротивления. Из практики следует, что приемлемые значения коэффициентов теплоотдачи можно получить при скоростях для жидкостей до 1–1,5 м/с и для газов до 10–25 м/с.

Необходимо знать, что увеличение скорости одного из теплоносителей приводит к заметному повышению коэффициента теплопередачи только в том случае, если коэффициент теплоотдачи с другой стороны стенки большой (т. е. является нелимитирующим), а термическое сопротивление стенки мало. Поскольку массовые расходы теплоносителей связаны степловым и материальным балансами теплообменника, то на линейную скорость теплоносителей в аппарате можно повлиять только подбором в нем соответствующих сечений.

В некоторых случаях коэффициент теплопередачи может зависеть только от термических сопротивлений загрязнений на стенке. При большом загрязнении увеличение скорости теплоносителя практически не приводит к существенной интенсификации теплопереноса, однако увеличивает затраты энергии на прокачивание теплоносителя через аппарат.

В то же время нужно помнить, что чем выше скорости теплоносителей, тем медленнее происходит отложение накипи и загрязнений на поверхности теплопередающих стенок теплообменников. Таким образом, задача выбора рациональных скоростей теплоносителей может быть решена только путем проведения оптимизационного расчета на основе сопоставления некоторого числа вариантов.

Важно правильно определить место ввода теплоносителей в теплообменник. При проектировании кожухотрубчатых теплообменников теплоноситель с меньшим коэффициентом теплоотдачи для увеличения скорости следует пропускать по трубам, так как сечение труб меньше сечения межтрубного пространства. Теплоноситель с высоким давлением направляют в трубы, чтобы не подвергать менее прочный кожух воздействию повышенных напряжений.

В трубы направляют также теплоноситель, вызывающий коррозию, и кожух при этом может быть изготовлен из более дешевого материала.

Для снижения тепловых потерь в нагревателях более горячий теплоноситель направляют в трубы, в холодильниках - в межтрубное пространство, что способствует более интенсивному охлаждению за счет потерь теплоты в окружающую среду.

Загрязненныетеплоносители подаются с той стороны поверхности теплообмена, которую проще чистить.

Выпаривание

Общие сведения

Сущность выпаривания заключается в доведении раствора твердого нелетучего вещества до температуры кипения, в переводе части растворителя в парообразное состояние и отводе полученного пара от оставшегося сконцентрированного раствора.

Более кратко: концентрирование растворов твердых нелетучих веществ при температуре кипения растворов.

Выпаривание - тепловой процесс, осуществляемый путем подвода тепловой энергии.

Источники тепловой энергии (горячие теплоносители):

1. Газовый обогрев:

а) непосредственный (погружные горелки),

б)через стенку (рекуперативный).

2. Обогрев ВОТ (высокотемпературные органические теплоносители), например, дифенильной смесью (до 400 °С).

3. Водяным паром, который носит название греющего или первичного.

Пар, которой образуется при выпаривании кипящего раствора,носит название «вторичный».

Если вторичный пар используется для нужд вне выпарной установки, то он называется «экстра-паром».

Выпаривание очень широко применяется в пищевой промышленности,например, производство сахара, поваренной соли, соды и др.

Схемы выпаривания

Различают следующие схемы выпаривания:

Выпаривание может проводиться в одном аппарате - однократное или однокорпусное выпаривание. В этом случае вторичный пар или не используется, или используется в тепловом насосе /турбокомпрессор, инжектор/. Применяется для установок небольшой производительности.

Для однократного выпаривания под атмосферным давлением применяют открытые аппараты, вторичный пар удаляется в атмосферу.

Для однократного выпаривания под давлением и вакуумом применяют закрытые аппараты.

Выпаривание под вакуумом имеет преимущества:

1. достигается большая разность температур между теплоносителями,

2. можно использовать пар низкого давления,

3. можно выпаривать термочувствительные растворы,

4. меньше потери в окружающую среду.

Выпаривание может проводиться в нескольких аппаратах - многократное или многокорпусное выпаривание. Вторичный пар в этом случае используется в качестве греющего в аппаратах той же установки. Поэтому многократное выпаривание позволяет сократить расход первичного пара на 1кг вторичного, как это показано в таблице 6.

Таблица 4.1. Расход греющего пара на 1 кг вторичного пара.

Наши рекомендации