Материальный и тепловой балансы кристаллизации

Общий материальный баланс кристаллизации описывается фор­мулой

где G_н, G_Kp, G_u — массы соответственно исходного раствора, полученных кристаллов и маточного раствора, кг; W — масса удаленной воды, кг.

Баланс по абсолютно сухому растворенному веществу

где х_н, х_м. — концентрации соответственно исходного и маточного растворов, массовые доли; а=М/М_кр — отношение молекулярных масс абсолютно сухого растворенного вещества и кристаллосольвата, при кристаллизации без присоединения молекул воды М=М_кр ,а=1.

Массу удаленного растворителя при а=1 находят по формуле

Массу образовавшихся кристаллов определяют совместным решением уравнений (23.6) и (23.7):.

74.Рекуперативные теплообменники в зависимости от конструкции разделяются на кожухотрубчатые, типа «труба в трубе», змеевиковые, пластинчатые, спиральные, оросительные и аппараты с рубаш­ками.

Кожухотрубные теплообменники наиболее широко распространены в пищевых производствах.

Кожухотрубный вертикальный одноходовой теплообменник с неподвижными трубными решетками (рис. 14.11,а) состоит из цилиндрического корпуса, который с двух сторон ограничен прива­ренными к нему трубными решетками с закрепленными в них гре­ющими трубами

Рис. 14.11. Схема вертикального одноходового кожухотрубного теплообмен­ника с неподвижными трубными решет­ками и размещение труб в трубной решетке:

/ — корпус; 2 — трубная решетка; 3 — греющая труба; 4 — патрубок; 5 — днища; 6 — опорная лапа; 7 — болт; 8 — прокладка; 9 — обечайка

Кожухотрубные теплообменники используют для теплообмена между конденсирующимся паром и жидкостью. Жидкость пропус­кается по трубам, а пар — в межтрубном пространстве.

Преимущества кожухотрубных теплообменников заключаются в компактности, невысоком расходе металла, легкости очистки труб изнутри (за исключением теплообменника с U-образными трубами).

Недостатки этих теплообменников: сложность достижения высо­ких скоростей теплоносителей, за исключением многоходовых теп­лообменников; трудность очистки межтрубного пространства и малая доступность его для осмотра и ремонта; сложность изготовле­ния из материалов, не поддающихся развальцовке и сварке, напри­мер из чугуна и ферросилида.

Теплообменники типа «труба в трубе» состоят из ряда наружных труб большего диаметра и расположен­ных внутри их труб меньшего диаметра (рис. 14.15).Преимущества теплообменников типа «труба в трубе»: высокий коэффициент теплопередачи вследствие большой скорости обоих теплоносителей, простота изготовления.

Недостатки этих теплообменников заключаются в громоздко­сти, высокой металлоемкости, трудности очистки межтрубного про­странства.

Теплообменники типа «труба в трубе» применяют при неболь­ших расходах теплоносителей для теплообмена между двумя жидко­стями и между жидкостью и конденсирующимся паром.

Погружные змеевиковые теплообмен­ники представляют собой трубу, согнутую в виде змеевика и погруженную в аппарат с жидкой средой Теплоноси­тель движется внутри змеевика. Змеевиковые теплообменники изготовляют с плоским змеевиком или со змеевиком, согнутым по винтовой линии.

Преимущество змеевиковых теплообменников — простота изго­товления. В то же время такие теплообменники громоздки и трудно поддаются очистке. Погружные теплообменники применяют для охлаждения и нагрева конденсата, а также для конденсации паров.

Оросительные теплообменники используют для охлаждения жидкостей, газов и конденсации