Тепловой баланс выпарного аппарата

Для первого корпуса выпарной установки имеет место следующий тепловой баланс:

Уравнение теплового баланса:

, (3.6)

где D – расход греющего пара, кг/с; с_н и с_к – удельные теплоемкости поступающего и уходящего растворов, ; t_н и t_к – температуры поступающего и уходящего растворов; h_к - энтальпия конденсата, кДж/кг.

Рис. 3.1. Расчетная схема однокорпусного выпарного аппарата

Теплота дегидратации представляет собой затрату теплоты на повышение концентрации раствора; она равна по значению и обратно по знаку теплоте разбавления раствора. Таким образом, если при разбавлении раствора водой выделяется теплота, то при его концентрировании теплота поглощается. Обычно теплота дегидратации невелика и поэтому не учитывается.

Поступающий раствор можно представить как смесь упаренного раствора и испаренной воды:

, (3.7)

откуда

, (3.8)

где с_в- удельная теплоемкость воды, .

Подставив из (3.7) и (3.8), в (3.6) получим:

. (3.9)

Пренебрегая потерями теплоты и теплотой дегидратации, получаем:

. (3.10)

В уравнении (3.10) член представляет собой расход теплоты на подогрев поступающего раствора до температуры кипения, а член - расход теплоты на испарение воды.

Энтальпия вторичного пара h принимается равной энтальпии насыщенного водяного пара при давлении в аппарате и находиться по справочным таблицам [6 ] или по табл. П32.

По уравнению (3.10) определяются расходы теплоты и греющего пара на выпаривание. Расход греющего пара определяется по соотношению

. (3.11)

Пренебрегая расходом теплоты на подогрев раствора и приравнивая разность к теплоте испарения , в первом приближении можно найти, что расход греющего пара равен количеству выпариваемой воды, т.е. с помощью 1 кг греющего пара выпаривается 1 кг воды. В действительности с учетом имеющих место затрат теплоты расход греющего пара составляет 1,1-1,2 кг.