Выпарной аппарат с поднимающейся пленкой (рис. 26.7 а, б) состоит из греющей камеры 1, сепаратора 2, брызгоотделителя 3. Длина греющей камеры больше, чем у аппаратов других типов, и составляет 7 ÷ 9 м.
Раствор на выпаривание, в аппарате с поднимающейся пленкой, поступает в греющую камеру снизу через штуцер. На уровне около 20 % от общей высоты труб наступает интенсивное кипение раствора. Образовавшийся пар за счет трения увлекает за собой раствор, который в виде пленки движется вверх. Вторичный пар и выпаренный раствор удаляются из аппарата через соответствующие штуцера, 4 и 5.
Опыт эксплуатации этих аппаратов свидетельствует о том, что в них не обеспечивается условие прямоточности движения. Раствор движется вверх по трубкам неравномерно, не все частицы раствора проходят путь по трубке до верхнего ее конца. Многие из них, пройдя часть пути, обрываются вниз, увлекая частички, движущиеся им навстречу. Таким образом, в данном случае однопроходного режима движения раствора нет. К тому же в реальных условиях не выдерживается уровень раствора в трубках, и скорость ввода исходного раствора в трубный пучок, как правило, ниже оптимальной. Все это приводит к тому, что аппараты с поднимающейся пленкой работают, как аппараты с естественной циркуляцией, но с ухудшенным циркуляционным контуром. Область применения этих аппаратов – выпаривание маловязких растворов без твердой фазы, в том числе склонных к пенообразованию и термически нестойких.
При выпаривании вязких растворов более целесообразно использовать выпарные аппараты с падающей пленкой (рис. 26.7 б), в которых исходный раствор подается сверху через штуцер и стекает вниз в виде пленки под действием силы тяжести. Вторичный пар поступает в сепаратор, расположенный ниже греющей камеры, Условия пленкообразования в таких аппаратах лучше, однако значительные трудности вызывает распределение исходного раствора по трубкам греющей камеры (особенно при поверхности аппаратов больше 100 м2).
В целом, вследствие серьезных недостатков, пленочные аппараты вытесняются вертикальными аппаратами с циркуляцией раствора по контуру.
Тепловые процессы при выпаривании растворов протекают в тесной взаимосвязи с конструктивными и гидромеханическими параметрами аппаратов. Поэтому конструктивные расчеты выпарных аппаратов неотделимы от тепловых и гидромеханических расчетов.
Тепловой расчет выпарного аппарата выполняют для определения поверхности теплопередачи и режима выпаривания раствора.
Вначале определяют общую тепловую нагрузку выпарного аппарата:
. (26.1)
При выпаривании растворов с выделением твердой фазы необходимо учесть теплоту кристаллизации
. (26.2)
Расход греющего пара на процесс выпаривания в аппарате определяют по уравнению
(26.3)
(
– коэффициент, учитывающий потери тепла в окружающую
среду; = = 1,03 ÷ 1,05).
Для выпарных аппаратов с вынесенной зоной кипения коэффициент теплопередачи рассчитывают по уравнению
. (26.4)
|
Рисунок 26.8 – Зависимость коэффициента |
Вследствие отложения солей на поверхности греющих трубок при выпаривании солесодержащих растворов, величина действительного коэффициента теплопередачи меньше расчетного на величину поправки ε:
.
(26.5)
Поправку ε определяют по графику.
Коэффициент теплоотдачи при конденсации пара в межтрубном пространстве греющей камеры на наружной поверхности вертикальной трубки определяют из уравнения
, (26.6)
где 
– соответственно
плотность, теплопроводность и вязкость воды при температуре пленки конденсата
; (26.7)
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
