Лекция 23. Выпарение

1. Модуль № 4 Теплообменные процессы

Лекция № 23
Выпаривание

2. Литература:

• Г.Д. Кавецкий, В.П. Касьяненко «Процессы
и аппараты пищевой технологии».- М.,
КолосС, 2008.-591 с.: ил.

3. План лекции:

• Общие сведения.
• Способы выпаривания.
• Выпарные аппараты с циркуляцией раствора.
• Пленочные выпарные аппараты.

4. Контрольные вопросы:

– В чем заключается процесс выпаривания? Какие растворы
концентрируют выпариванием?
– Какими методами в промышленности осуществляется
процесс выпаривания?
– От чего зависит количество выпаренной воды?
– Как определяется расход греющего пара при
выпаривании? На что в основном расходуется греющий
пар?
– Перечислите способы экономии греющего пара при
выпаривании (дисперсий)?
– За счет чего происходит экономия греющего пара в
многокорпусных выпарных установках?
– Какие конструкции выпарных установок применяют в
промышленности?
– Дайте технико-экономическую оценку работы выпарных
установок с естественной и принудительной циркуляцией
раствора.

5. ВОПРОС 2. СПОСОБЫ ВЫПАРИВАНИЯ

Рис.1. Установка однократного выпаривания непрерывного действия:
1, 8— насосы; 2—расходомер; 3— теплообменник; 4— выпарной аппарат; 5—
барометрический конденсатор; б —ловушка; 7—барометрическая труба

6.

• Материальный баланс однократного выпаривания (рис. 2)
выражается двумя уравнениями:
• по всему веществу
(1)
и по растворенному твердому веществу
(2)
(3)

7.

(4)
Тепловой баланс однократного выпаривания согласно схеме тепловых потоков,
показанных на рис. 2, выразится уравнением
(5)
Заменяя в последнем равенстве GH на GK + W, получают
(6)

8.

• Из уравнения (6) находим массовый расход
греющего пара
(7)
(8)

9.

Рис.2. К составлению материального
баланса и теплового балансов
однократного выпаривания

10.

Рис.3. Схема прямоточной многокорпусной установки

11.

Рис. 4. Схема противоточной многокорпусной установки

12.

(9)
Очевидно, что общее количество выпаренной воды
(10)
Если в каждом корпусе выпаривается одинаковое количество воды, то
(11)

13.

• Конечная концентрация раствора на выходе
из n-го (последнего) корпуса
(12)

14. ВОПРОС 3. ВЫПАРНЫЕ АППАРАТЫ С ЦИРКУЛЯЦИЕЙ РАСТВОРА

Рис. 5. Выпарные
аппараты с естественной
циркуляцией раствора:
а —с соосной греющей
камерой; б—с вынесенной
греющей камерой; 1 —
греющая камера; 2—
сепаратор; 3—
циркуляционная труба; Dc,
DK, Dц— диаметры
соответственно сепаратора,
камеры и циркуляционной
трубы; L — длина камеры

15.

Рис. 6. Размещение кипятильных труб в
распределительной решетке греющей камеры

16.

Рис.7. Выпарные
аппараты с
принудительной
циркуляцией раствора:
а —с соосной
греющей камерой; б— с
вынесенной греющей
камерой; 1-греющая
камера; 2— сепаратор;
3— циркуляционная
труба; 4—насос.
Остальные обозначения
см. на рис. 5

17. ВОПРОС 4. ПЛЕНОЧНЫЕ ВЫПАРНЫЕ АППАРАТЫ

Рис. 8. Пленочные выпарные
аппараты:
а — с восходящей пленкой и
соосной греющей камерой; б — с
падающей пленкой и вынесенной
греющей камерой; 1 — сепаратор; 2 —
греющая камера

18.

• Для расчета коэффициентов теплоотдачи
предложено уравнение
Коэффициент теплоотдачи может быть определен и по другой зависимости:

19.

Рис. 9. Роторно-пленочный
выпарной аппарат:
1 — привод; 2—уплотнение; 3—
ротор; 4 — флажок; 5—корпус; 6—
рубашка