- •3.1.2.1. Граничні умови першого роду 27
- •Частина 1
- •1. Основні поняття та визначення
- •2. Математична модель конвективного теплообміну
- •2.1. Рівняння енергії
- •2.2. Рівняння руху (Навьє - Стокса)
- •2.3. Рівняння нерозривності
- •2.4. Математична модель конвективного теплообміну. Умови однозначності
- •3. Окремі випадки розв’язання математичної
- •3.1. Стаціонарна теплопровідність
- •3.1.1. Теплопровідність плоскої необмеженої пластини
- •3.3.1.1. Граничні умови першого роду
- •3.1.1.2. Граничні умови третього роду. Теплопередача
- •3.1.2. Теплопровідність необмеженої циліндричної стінки
- •3.1.2.1. Граничні умови першого роду
- •3.1.2.2. Граничні умови третього роду (теплопередача)
- •3.2. Нестаціонарна теплопровідність
- •4. Конвективний теплообмін
- •4.1. Основи теорії подібності
- •4.2. Основні принципи методу аналізу розмірностей
- •4.3. Критерії гідродинамічної подібності
- •4.4. Критерії теплової подібності
- •4.5. Критеріальне рівняння конвективного теплообміну
- •4.6. Принципи отримання окремих критеріальних залежностей
- •4.7. Окремі випадки конвективного теплообміну
- •4.7.1. Теплообмін при течії у трубах
- •4.7.2. Теплообмін при поперечному обтіканні
- •4.7.3 Теплообмін при природній конвекції
- •5. Теплообмін при зміні агрегатного стану
- •5.1. Теплообмін при кипінні
- •5.2. Теплообмін при конденсації пари
- •6. Теплообмін при випромінюванні
- •7. Методика розрахунку теплообмінників
- •7.1. Класифікація теплообмінних апаратів
- •7.2. Основні положення і рівняння теплового розрахунку
- •7.3. Гідромеханічний розрахунок теплообмінних апаратів
- •Частина 2
- •1. Нагрівання, охолодження, конденсація
- •1.1. Загальні поняття та визначення
- •1.2. Гріючі агенти і способи нагрівання
- •1.2.1. Нагрівання водяною парою
- •1.2.2. Нагрівання гарячою водою
- •1.2.3. Нагрівання топковими газами
- •1.2.4. Нагрівання високотемпературними теплоносіями
- •1.2.5. Нагрівання електричним струмом
- •1.3. Охолоджуючі агенти, способи охолодження і конденсації
- •1.3.1. Охолодження до звичайних температур
- •1.3.2. Охолодження до низьких температур
- •1.3.3. Конденсація пари
- •2. Випарювання
- •2.1. Загальні поняття та визначення
- •2.2. Однокорпусні випарні установки
- •2.2.1. Матеріальний баланс
- •2.2.2. Тепловий баланс
- •2.2.3. Поверхня нагрівання
- •2.2.4. Температурні втрати і температура кипіння розчинів
- •2.3. Багатокорпусні випарні установки
- •2.3.1. Основні схеми багатокорпусних випарних установок (бву)
- •2.3.2. Матеріальний баланс
- •2.3.3. Тепловий баланс
- •2.3.4. Загальна корисна різниця температур і її розподіл по корпусах
- •2.3.5. Розподіл загальної корисної різниці температур за умови рівності поверхонь нагріву корпусів
- •2.3.6. Розподіл загальна корисна різниця температур за умови мінімальної сумарної поверхні нагрівання корпусів
- •2.3.7. Вибір числа корпусів
- •2.4. Будова випарних апаратів
- •2.5. Розрахунок багатокорпусних випарних установок
- •2.5.1. Наближений розрахунок
- •2.5.2. Схема розрахунку багатокорпусної випарної установки
- •2.5.3. Уточнений розрахунок
- •3.1. Загальні відомості
- •3.2. Основні параметри вологого повітря
- •3.4. Рівновага при сушінні
- •3.5. Вологість матеріалу і зміна його стану в процесі сушіння
- •3.6. Матеріальний і тепловий баланс сушіння
- •3.7. Графоаналітичний розрахунок процесу сушіння
- •3.8. Варіанти процесу сушіння
- •3.8.1 .Сушіння з частковим підігрівом повітря в сушильній камері
- •3.8.2. Сушіння з проміжним підігрівом повітря по зонах
- •3.8.3. Сушіння з частковою рециркуляцією відпрацьованого повітря
- •3.9. Швидкість і періоди сушіння
- •3.10. Зміна температури матеріалу в процесі сушіння
- •3.11. Інтенсивність випару вологи
- •3.11.1. Випар вологи з поверхні матеріалу
- •3.11.2. Переміщення вологи у середині матеріалу
- •3.12. Тривалість процесу сушіння
- •3.13. Конструкції сушарок
- •4. Холодильні процеси
- •4.1. Термодинамічні основи одержання холоду
- •4.2. Методи штучного охолодження
- •Основна
- •Додаткова
- •Теплові процеси та апарати
2.4. Будова випарних апаратів
Різноманітні конструкції випарних апаратів, застосовувані в промисловості, можна класифікувати по типу поверхні нагріву (парові оболонки, змійовики, трубчатки різних видів і т.д.) і по її розташуванню в просторі (апарати з вертикальною, горизонтальною, іноді з похилою нагрівальною камерою), по роду теплоносія (водяна пара, високотемпературні теплоносії, електричний струм і ін.), а також у залежності від того, чи рухається теплоносій зовні чи у середині труб нагрівальної камери.
Однак більш істотною ознакою класифікації випарних апаратів, що характеризують інтенсивність їх дії, варто вважати вид і кратність циркуляції розчину. Розрізняють випарні апарати з неорганізованої, чи вільною; спрямованою природною і примусовою циркуляцією розчину.
Випарні апарати поділяють також на апарати прямоточні, у яких випарювання розчину відбувається за один його прохід через апарат без циркуляції розчину й апарати, що працюють з багаторазовою циркуляцією розчину.
В залежності від організації процесу розрізняють періодичні і безперервно-діючі випарні апарати.
Області переважного застосування випарних апаратів різних типів:
Для випарювання розчинів невеликої в'язкості (не перевищуючої ~810-3 Hсек/м2 (8спз)), без утворення кристалів найчастіше використовуються вертикальні випарні апарати з багаторазовою природною циркуляцією. З них найбільш ефективні апарати з виносною нагрівальною камерою і з виносними циркуляційними трубами, що не обігріваються.
Випарювання розчинів, що не кристалізуються, великої в'язкості (сягаючої приблизно (0,1 Hсек/м2 (100спз)), роблять в апаратах із примусовою циркуляцією, рідше - у прямоточних апаратах з падаючою плівкою, але в роторних прямоточних апаратах (у роторних прямоточних апаратах забезпечуються сприятливі умови для випарювання розчинів, чуттєвих до підвищених температур).
Випарювання розчинів що кристалізуються чи в`язких розчинів роблять також в апаратах із примусовою циркуляцією, а також в апаратах з винесеною зоною кипіння, що працює при природній циркуляції.
Для сильно пінливих розчинів рекомендують апарати прямоточні з плівкою, що піднімається.
2.5. Розрахунок багатокорпусних випарних установок
Технологічний (тепловий) розрахунок БВУ при її проектуванні зводиться до визначення поверхні нагрівання корпусів при заданих умовах роботи. Особливість розрахунку (у порівнянні з однокорпусною випарною установкою) полягає в тому, що загальну корисну різницю температур необхідно раціонально розподілити по корпусах і знайти кількість води, що випарюється, і витрати гріючої пари для кожного корпуса.
При розрахунку звичайно задані наступні величини:
GН - витрата вихідного розчину;
вн, вк - його початкова і кінцева концентрації;
t0 - температура, з якою розчин надходить на випарювання;
Т1 - температура первинної пари, гріючої перший корпус;
Т'конц - температура вторинної пари в конденсаторі після останнього корпуса.
Крім того, у випадку відбирання екстра-пари задаються кількістю екстра-пари, що відбирається з корпусів, Е1, Е2 і т.д.
Шуканими величинами є:
W - загальна кількість води, що випарюється;
W1,W2, …,Wn - кількості води, що випарюється по корпусах за одиницю часу;
D1 - витрата свіжої пари, гріючої перший корпус;
F1, F2, …,Fn - поверхні нагрівання корпусів.