2015-06-28
421
Процесс выпаривания непрерывный.
Материальный баланс по общему количеству продуктов:
(4.71)
Здесь 
расходы исходного и упаренного растворов, 
; 
выход вторичного пара, .
Материальный баланс по нелетучему продукту:
(4.72)
где 
концентрация растворенного продукта в исходном и упаренном растворе, 1кг на 1кг продукта.
Искомые величины: 
(4.73)
(4.74)
По двум исходным уравнениям три величины найти невозможно, поэтому одной из величин, например, 
задаемся.
Тепловой баланс.
(4.75)
Здесь 
расход греющего пара, ; 
энтальпия, 
; 
потери теплоты в окружающую среду, 
; 
теплота концентрирования. 
равна теплоте растворения, но с обратным знаком.
Индексы н – начальное, к – конечное, ВП – вторичный пар, п – потери, ГК – конденсат греющего пара.
Запишем частный случай, рассматривая исходный раствор как смесь упаренного раствора и испаренной влаги при постоянной температуре кипения:
(4.76)
где 
– удельная теплоемкость воды при температуре 
.
Тогда получим:
(4.77)
количество теплоты, выделяющееся в выпарном аппарате при конденсации 
.
нагревание исходного сырья от 
до .
теплота на испарение растворителя при 
При небольшой степени концентрирования и хорошей изоляции выражение 
мало и ей можно пренебречь.
Если предположить, что 
, то есть раствор поступает в аппарат при температуре кипения, то
(4.78)
отсюда
(4.79)
теплота парообразования;
теплота конденсации греющего пара.
Если в качестве греющего пара используют насыщенный водяной пар, а упаривают водный раствор, то 
. Это означает, что на испарение 1кг растворителя затрачивается 1кг греющего пара. Реально, 
то есть пара необходимо больше на 
.
Основная расчетная формула:
(4.80)
Искомая величина 
, 
коэффициент теплопередачи определяется по известным формулам. Возникает проблема расчета полезной разности температур 
.
