Конденсация

Конденсация - переход вещества из паро- или газообразного со­стояния в жидкое путем отвода от него теплоты. Конденсация происхо­дит в конденсаторах.

Процессы конденсации широко применяются в пищевой техноло­гии для ожижения различных веществ.

Конденсацию можно проводить при отводе теплоты от конденси­руемых веществ с помощью охлаждающего теплоносителя, отделенного стенкой, либо при непосредственном смешивании конденсируемых па­ров с охлаждающим теплоносителем - водой. В первом случае имеет место поверхностная конденсация, во втором - конденсация смешением.

Количество теплоты, выделяемое при конденсации, определяется по формуле Q = Dr, где D - количество конденсирующегося пара, кг; г -теплота конденсации, кДж/кг. Например, при конденсации 1 кг водяного пара при атмосферном давлении выделяется 2264 кДж

Поверхностная конденсация осуществляется в теплообменниках, называемых поверхностными конденсаторами.

Рассмотрим процесс конденсации перегретого пара водой. Тепло­вой баланс процесса:

Di + Wc_at_wr Дел + WcJ_aK + Q„, где D - количество поступающего в конденсатор пара, кг/ч;

i - энтальпия пара, кДж/кг;

с,_р с_к - теплоемкости соответственно воды и конденсата, кДж / кг-град;

'в.н ¹в.к ~ соответственно начальная и конечная температуры воды, °С;

t_K - температура конденсата на выходе из аппарата, °С;

<2«-потери теплоты в окружающую среду, кДж/ч.

Отсюда найдем расход охлаждающей воды (кг/ч):

W=D(i-c_Kt_K)-Q„/c_e(t_m-tJ- Энтальпия поступающего перегретого пара (кДж/кг):

»'" с_п (t_n-t_mJ+ r + c_K t_mc, где с_п - теплоемкость перегретого пара, кДж/(кг • град); t„ - температура поступающего перегретого пара, °С;?_шс-температура насыщения (конденсации) пара, °С; г — теплота конденсации пара (теплота испарения жидкости),кДж/кг. Площадь поверхности теплопередачи конденсатора рассчитывается отдельно для трех зон: зоны F, охлаждения перегретого пара, зоны F₂ конденсации и зоны F₃ охлаждения конденсата: F_o6lll = F\ + F₂ + F₃. Площадь поверхности каждой зоны определяется по основному уравне­нию теплопередачи.

Конденсация при смешении теплоносителей осуществляется в мокрых и сухих конденсаторах.

В мокрых конденсаторах охлаждающую воду, конденсат и некон­денсирующиеся газы, например воздух, выводят из нижней части кон­денсатора с помощью мокровоздушного насоса.

В сухих конденсаторах охлаждающая вода вместе с конденсатом выводится из нижней части, а воздух отсасывается вакуум-насосом из верхней части конденсатора.

Мокрые и сухие конденсаторы делятся на прямоточные и противо-точные.