Оглавление:
Выпаривание. Типовые конструкции аппаратов
- Выпаривание жидкости для концентрирования раствора является обычным процессом химической технологии и осуществляется многими способами. Простейшим устройством является чаша или котел, нагреваемый открытым пламенем под змеевиком или рубашкой или чашей. Несколько более сложным является испаритель, который снабжен горизонтальной трубкой, через которую пучком горизонтальных трубок в нижней части устройства проходит пар или горячие газы, жидкость испаряется в кольце замкнутого вертикального цилиндра в обоих устройствах происходит пузырьковое вскипание раствора на поверхности нагрева, и наблюдаемая циркуляция обусловлена нагреванием раствора.
Высота слоя жидкости в испарителе с горизонтальной трубкой составляет менее половины высоты устройства. Свободное пространство отделяет захваченные капли от поднимающегося пара. Более эффективным будет испаритель с вертикальной трубкой. ОП состоит из вертикального цилиндрического сосуда с пучком вертикальных паровых нагревательных трубок на дне. Но в этом случае пар проходит через кольцо, а жидкость испаряется в трубе. По существу, трубный пучок действует как вертикальный кожухотрубный теплообменник, в котором пар вводится в кольцо, а выпаренный раствор находится в трубе.
Теплопроводность неметаллических кристаллов и металлов уменьшается от минимального значения при очень низких температурах до точки плавления. Людмила Фирмаль
При кипении в трубе смесь пара и жидкости движется вверх, и после отделения разлитой жидкости пар выходит из верхней части первой части устройства, а жидкость протекает через кольцевое пространство между пучком труб и стенкой устройства, и начинается новый цикл. Исходный раствор непрерывно подается в эти испарители, а отгоняющий раствор непрерывно выгружается из нижней части устройства. Описанное устройство часто называют приложением 1. оборудованный с типом короткой вертикальной трубой» корзины», одним из самого общего типа обнажая оборудования. Его движение вызвано только естественной конвекцией. Аналогично, длинная трубка и естественная конвекция выполняют функцию испарителя.
Работая почти по тому же принципу, что и дымоход, испаритель с длинной трубкой производит более высокую скорость циркуляции жидкости, чем устройство с короткой трубкой. Такая высокая скорость является желательной, поскольку она обеспечивает высокий коэффициент теплопередачи от стенок трубы к испаряемой жидкости. Способ работы схематично показан на рисунке. 29. 12.Следующим улучшением является принудительная циркуляция (впрыск) жидкости для получения коэффициента теплопередачи, который даже быстрее и выше, чем естественная конвекция. Испарители с принудительной циркуляцией особенно рекомендуются для испарения вязких жидкостей x с медленными естественными скоростями циркуляции.
В Разделе 7 показана схема различных типов испарителей. 29. 12. Испарители с длинными трубами и естественной конвекцией (Svenson Co.） 1-исходный раствор; 2-конденсат; s-трубка’, 4-пар, конденсирующийся в кольце; 5-каплеуловитель; б-разделительное пространство; 7-пар; 8-естественная циркуляция испаряемой жидкости; Р-концентрированный раствор. Справочник Перри. Наиболее важными испарителями новой конструкции являются устройства с падающей пленкой, в которых жидкая пленка стекает по поверхности трубы и получает тепло через стенку.
Благодаря короткому времени контакта между горячей поверхностью и падающей жидкой пленкой, устройство подходит для концентрирования растворов термической нестабильности materials. An испаритель с длинной трубкой, в которой трубка заполнена жидкостью, если циркуляция не допускается, также может быть использован для испарения раствора, который неустойчив к нагреванию. Кеспгер1?1 ET°T°TYPE^называется испарителем, работа испарительного устройства. Испаритель представляет собой специальный теплообменник, а количество передаваемого тепла определяется по формуле Половой акт. (29.21） Формула (29.21) включает либо поверхность, на которой конденсируется пар, либо поверхность, промытую раствором.
- Обратная величина произведения коэффициента теплоотдачи на поверхность равна сумме паров конденсата, сопротивления стенки трубы, кипящей жидкости и существующего загрязнения. Сопротивление как пара для конденсации, так и жидкости для кипения изменяется с изменением положения, поэтому оно также изменяется. В испарителе с вертикальной трубкой коэффициент теплопередачи при конденсации бесконечно велик в верхней части трубы и уменьшается вниз-по мере увеличения толщины прослойки.
В нижней части трубы (внутри) находится только 1 жидкость, и если она нагрета до температуры кипения, то коэффициент теплопередачи к напитку определяется по обычной формуле, которая описывает теплопередачу к некипящей жидкости в трубе круглого сечения. Когда жидкость кипит, коэффициент теплопередачи увеличивается, потому что пузырьки растущего пара увеличивают турбулентность ламинарного потока. sub-layer. In кроме того, наличие пузырьков в паре снижает плотность жидкости в трубе, что увеличивает ее скорость. Это еще больше увеличит коэффициент теплопередачи и ускорит образование пара.
Процессы фазовых изменений — от твердого тела к жидкости — предполагают изменение от состояния относительно упорядоченного расположения молекул к неупорядоченному состоянию. Людмила Фирмаль
Это явление является, так сказать, самокаталитическим, с заметным повышением коэффициента теплоотдачи до более высокого уровня. Однако в некоторых областях паровая пленка изолирует поверхность нагрева от испаряемой жидкости, поэтому чрезмерное испарение влияет на коэффициент теплопередачи в противоположном направлении. Очевидно, что изменение коэффициента теплоотдачи при конденсации А Принн? Это очень затрудняет определение суммы эффекта K. In на практике коэффициент теплопередачи испарителя обычно выбирают исходя из характеристик других испарителей, работающих в наиболее сходных условиях.
Устройство, которое заставляет пол циркулировать^o° Более широкое применение для выпаривания кристаллизационного раствора. (Приблизительно). Дальнейшая сложность расчета испарителя заключается в выборе разности рабочих температур. Температура жидкости, поступающей в трубку испарителя, может быть ниже температуры кипения, соответствующей давлению в этом отношении. Когда жидкость поднимается по трубе, температура поднимается 29. 13.Температура закалки раствора гидроксида натрия MaOH [19] (масса％）： а-99,9; * −80,0; в-99,5; и-70,0; с-99,0; к-60,0; г-98,0; л-50,0; д-95,0;.я-40.0; е-90.0; Н-20.0; Вт-85.0; о-0、 Оно растворяет должное к топлению, и давлению.
Когда начинается кипение, приближение к точке кипения происходит быстрее, и температура кипения значительно снижается вдоль трубы, так как снижение гидростатического давления и увеличение скорости за счет образования пара являются дополнительными факторами, вызывающими резкое падение давления. Поэтому трудно определить локальную разницу температур между нагревательным паром, который конденсируется, и кипящей жидкостью.
Хотя в последнее время были проведены работы по нахождению точного решения поставленной задачи, большая часть расчетов испарителя выполняется по средней разнице температур, то есть по кипению испарительного раствора при разнице температур нагретого насыщенного пара и давлении парового пространства испарителя. Коэффициент теплопередачи рассчитывается по производительности испарителя с использованием этого А, и тот же метод определения разности температур используется для расчета других характеристик устройства. Температура кипения раствора при определенном давлении является функцией его концентрации.
Расчет увеличения температуры кипения (перепада температур) за счет растворенных твердых веществ описан в большинстве учебников по физике Chemistry. In расчет испарителя, как правило, обозначается следующим графиком (рис. 29. 13) определите температуру кипения раствора с помощью. Температура кипения чистой воды при давлении парового пространства испарителя определяется паром.
Смотрите также:
