2.Показатели эффективности работы аппарата

Поверхность теплообмена выпарных аппаратов с принудительной циркуляцией раствора вычисляют по уравнению теплопередачи:F=Q/(K∙∆t_ПОЛ), где Q - тепловая нагрузка ступени выпаривания, Вт;∆t - полезная разность температур в аппаратах дан­ной ступени, °С; вычисляется по формуле ∆t=∆t_ОБЩ-∆t_ДЕП (∆t_ОБЩ=t_ГР.П.- t_{КИП.Р-РА}); K - коэффициент теплопередачи в аппаратах ступени, Вт/(м²∙К)

Как видно из формулы повлиять на F можно лишь путем изменения коэф-та теплопередачи, кот. можно выразить формулой: K=1/(1/α₁+ 1/α₂+ Σr_C), где α_1, α₂ – частные коэф-ты теплоотдачи для конден-ся пара и выпариваемого рас-ра, Вт/(м²∙К); Σr_C – сумма термическ. сопротивлений многослойной стенки. Лимитирующая стадия теплопередачи – теплоотдача между стенкой и выпариваемым раствором, т.к. в аппаратах с ест. цирк. ск. рас-ра в трубках невелика(0,3-0,6 м/с),то рас-р имеет высок. вязкость, а на стенках труб образуется накипь. Решение: принудительная циркуляция

3.Производительность аппарата

Рассмотрим расчет однокорпусного выпарного аппарата. Материальный баланс выпарного аппарата может быть составлен по потокам:G_Н=G_К+W

и по растворителю:G_Нх_Н= G_Кх_К

Решая совместно оба уравнения материального баланса, находим производительность установки по выпариваемой воде:W = G_K –G_Н = G_Н (1 — х_Н/х_К).

4.Энергетические затраты на проведение процессов в аппарате

Мощность, расходуемая на приведение в движение циркуляционного насоса:N=V∙∆p / (102∙η_МЕХ), где V=f(площадь сум.сеч.трубок)∙ω – кол-во циркул. жидк.; ∆р=∆р_ТР+∆р_МЕСТН.- сопротивление движ-ю жидк.

5.Оптимизация

Оптимизация - это целенаправленная деятельность, заключающаяся в получении наилучших результатов в соответствующих условиях.

Для определения оптимальной скорости раствора в циркуляционном контуре выпарного аппарата по минимуму годовых приведенных затрат рекомендуется следующее уравнение: W^ОПТ=(B∙α)^1,25/(R^ОПТα-1)^1,25

где α - коэффициент теплоотдачи при конденсации водя­ного пара на наружной стенке кипятильной трубы, Вт/(м²-К);

R- оптимальное термическое сопротивление тепло­передачи для i - го выпарного аппарата;

В=d^0,2/A +0,000072 – комплекс, в котором А=0,0219∙(λ∙Pr^0,43/ν^0,8),где λ, Вт/(м-К); ν, м²/с; Pr - соответственно коэффици­ент теплопроводности, коэффициент кинематической вязкости и число Прандтля выпариваемого раствора.

6 . Компоновка технологической схемы установки. Обозначения:

1 – выпарной аппарат

2 - нагреватель

Г1 – вентилятор (газодувка) для подачи греющего пара (газа);

Н1 – насос для подачи исходного раствора (если нужен)

Е1 – емкости для сбора упаренного раствора

Ё2 – емкости для сбора конденсата.

7. Материальное исполнение

Аппараты или отдельные их элементы могут быть изготовлены из сталей, разрешенных к применению Госгортехнадзором и ОСТ 26-291—71 (ВСт3сп, ВСт3ис, ВСт3гпс, 06ХН28МДТ, 20К, 0912С, 10Г2С1, 16ГС, 08Х18Г8Н2Т, 08Х22Н6Т, 08Х21Н6М2Т, 12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т) и двухслойных сталей с плакирующим слоем (08Х13,12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т).

8.Модернизация

В качестве модернизации можно предложить использование многокорпусной установки (пар, полученный от кипения раствора(вторичный пар) направляется не в конденсатор, а для обогрева последующего аппарата).