Однократное испарение

Испарение – процесс перехода вещества из жидкого или твердого состояния в парообразное. Процесс характеризуется тем, что образовавшиеся паровая и жидкая фазы не разделяются до окончания процесса, а при достижении конечной температуры их разделяют в один прием (однократно). Принимается, что фазы находятся в равновесии. Рассматриваются 2-х компонентные смеси.

G

сепаратор

F испаритель t

g

(1) – материальный баланс процесса ОИ; где F – масса исходной смеси, G – масса обра-

зовавшихся паров, g – масса образовавшейся жидкости.

(2) – материальный баланс ОИ для НКК; где - исходная концентрация смеси

y – концентрация паровой фазы, х – концентрация жидкой фазы.

(3)

поделим обе части уравнения на F →

(4)

(5)

подставим (5) в (4) →

(6)

из урав (6) →

(7) –доля отгона. Это отношение массы образов.паров к массе исходной смеси.

(8) – мольная доля отгона

(9) – связь доли отгона с мольной долей отгона; где -средняя мольная

масса паров, - мольная масса исходной жидкой смеси.

Процесс ОИ связан с подводом тепла

(1) – тепловой баланс процесса ОИ; где - тепло исходной смеси.

(2)

(3) – приведенная энтальпия сырья, которая определяет количество введенного

тепла, приходящегося на единицу массы исходного сырья.

- уравнение прямой, проходящей через 3 точки: a (, ); b(x, ); c(y, ).

Исходная смесь при тем-ре и концентрации НКК соответствует т.F,f. Нагреванию смеси от до соответствует прямая F-B’,f-b’, при этом состав исходной смеси не меняется. В т.B’,b’ – тем-ра соответствует тем-ре кипения при е=0. Образующийся при этом пар находится в равновесии с жидкостью. При нагреве сырья от до t, ему сообщается тепло - т.а, A. В этой точке система будет состоять из жидкой и паровой фаз, составов x и y. Составы и энтальпии жидкости и пара определяются т.b, B, C, c.

отрезок ba, BA пропорционален массе отгона G, а отрезок ac, AC –массе исходной смеси.

При нагревании до смесь перейдет в парообразное состояние, при этом е=1. Состав этого пара – т.с”, C”, при этом . Состав и энтальпия жидкого остатка определяются т.b”, B”. - t конца процесса ОИ. При нагревании выше система будет состоять из перегревшего пара состава . При понижении тем-ры будет охлаждение паров, а с т.с”, C” их конденсация. Степень конденсации:

.