Устройство выпарных аппаратов. Роторные тонкопленочные испарители. Выпарные аппараты погружного горения, страница 6

                        .                       (26.8)

В формулах (26.7, 26.8) величину плотности теплового потока задают вначале в пределах  = 10 ÷ 40 кВт/м², а затем уточняют, добиваясь расхождения расчетных значений  от принятых на величину не более 5 %.

Величина перегрева раствора  в трубках греющей камеры зависит от многих факторов, и для упрощения расчета величину  можно принять равной 2–3 °С.

Коэффициент теплоотдачи от стенки к раствору α₂ для выпарных аппаратов с естественной циркуляцией определяют по уравнению (26.9), с принудительной циркуляцией по уравнению – (26.10):

                        .                      (26.0)

В этом выражении

                  ;;

;  ;  ;  ;

                                              (26.10)

(Рr_ст  определяется при средней температуре поверхности стенки).

При наличии в циркулирующем растворе твердой фазы (до 20 %), вследствие локальной турбулизации потока, происходит увеличение коэффициента теплоотдачи. Определяется он в этом случае из выражения

                           ;                       (26.11)

             .         (26.12)

В выпарных аппаратах с кипением раствора в трубках коэффициент теплоотдачи при длине зоны кипения, равной длине трубки, рассчитывают по уравнению

                         ,                      (26.12)

где –  плотность пара при абсолютном давлении 0,1 МПа.

После расчета величины коэффициента теплопередачи определяют величины температурной и гидростатической депрессий по формулам (24.22, 24.25), температуру кипения раствора (24.21), полезную разность температур (24.21, 25.5) и, в итоге, поверхность теплопередачи выпарного аппарата

                                        .                                     (26.13)

Полученное значение поверхности теплопередачи выпарного аппарата увеличивают на 15 – 20% и округляют до ближайшего стандартного значения.

26.5. Роторные тонкопленочные испарители

Для концентрирования растворов с высокой вязкостью или выпаривания до высокой концентрации сухих веществ широкое распространение получили роторные тонкопленочные испарители.

Различают две группы роторных пленочных аппаратов. К первой группе, относятся аппараты (рис. 26.9) у которых процесс протекает в пленке, создаваемой на внутренней поверхности неподвижного корпуса при помощи вращающегося ротора. Аппараты первой группы получили наибольшее распространение благодаря универсальности, позволяющей осуществлять в них различные технологические процессы: выпаривание, глубокое концентрирование растворов, дистилляцию, ректификацию, дезодорацию и др. Аппараты второй группы имеют вращающуюся поверхность контакта фаз в виде конуса, спирали, цилиндра и т. д., по которым под действием центробежной силы движется раствор.

Важной особенностью роторных пленочных испарителей является интенсификация процесса за счет проведения его в тонкой интенсивно перемешиваемой пленке, а также удобство выгрузки конечных продуктов из аппарата.

Основными элементами этих аппаратов являются корпус с роторной мешалкой и распределительным устройством. Пленка в роторных испарителях создается ротором, на котором укреплены жесткие или шарнирные лопатки (рис. 26.10).