Основные величины, характеризующие работу выпарного аппарата

Интенсивность выпаривания в первую очередь зависит от температурного перепада (температурного напора), который представляет собой разность между температурами греющего (первичного) пара и кипящего раствора.

Введем понятия полная и полезная разности температур. Полной разностью температурΔt_полн будем называть разность между температурами первичного t_п и вторичного t¢_вт пара в конце паропровода, отводящего его из сепаратора:

Δt_полн = t_п - t¢_вт.

Процесс теплопередачи при выпаривании происходит за счет полезной разноститемператур, которая меньше полнойна величину температурных потерь D:

Δt =Δt_полн –Δ.

В свою очередь температурные потери складываютсяиз трех составляющих:

Δ = Δс + Δг + Δф,

где Δс = t_вт - t¢_вт - гидравлическая депрессия, вызываемая гидравлическими сопротивлениями, которые должен преодолеть вторичный пар при своем движении через сепаратор и паропровод. Вызванное этим уменьшение давления вторичного пара приводит к некоторому снижению его температуры. Обычно гидравлическая депрессия вызывает необходимость повышения температуры кипения раствора на 0,5 - 1,5 ⁰С;

Δг - гидростатическая депрессия, представляет собой разность между температурами раствора посередине высоты греющих труб и наповерхности. Обычно она равна 1-3°С;

Δф - физико-химическая депрессия, равная разности между температурами кипения раствора и чистого растворителя при одинаковом давлении.

Ввиду температурных потерь температура кипения раствора должна быть больше температуры вторичного пара, находящегося надним:

t_р = t_вт + (Δг + Δф).

Тогда полезную разность температур можно выразить следующим образом:

Δt = (t_п - t¢_вт) - Δ = t_п - t_р.

На рис.2.5 показана картина распределения полезной разности температур по мере того, как тепловой поток последовательно преодолевает термические сопротивления, встречающиесяна его пути,

Δt = Δt₁ +Δt_ст+ Δt_н + Δt₂

где Dt₁ - перепад температур на участке конденсации первичного пара на наружной поверхности кипятильных труб; Dt_ст - перепад температур при прохождении тепловым потоком толщи стенок кипятильных труб; Dt_Н - перепад температур в слое накипи, расположенной на внутренней поверхности кипятильных труб; Dt₂ - перепад температур на участке теплоотдачи от слоя накипи к кипящему раствору.

Как следуетиз рис.2.5, возрастание значений температурных потерь неизбежно приводит к повышению температуры кипения раствора и, как следствие, к уменьшению полезной разности температур Dt, обеспечивающей процесс выпаривания.