Однокорпусні випарні установки

Однокорпусні випарні установки – це такі установки, які включають лише один корпус.

Однокорпусна випарна установка складається із граючої камери з центральною циркуляційною трубою великого діаметра.

2 – сепаратор – це ємність більшого діаметра, ніж гріюча камера, в якій відбувається відокремлення вторинної пари від крапель розчину, які вилетіли разом з вторинною парою.

В верхній частині сепаратора встановлено краплевідокремлювач, об який краплі вдаряються, втрачають свою швидкість і падають назад до киплячої камери.

Насичена вторинна пара огинає краплевідокремлювач і виходить з апарату. Розчин в апараті кипить при температурі концентрованого розчину, що виходить з апарату. Процес нагріву розчину і підтримання кипіння відбувається за рахунок первинної пари, яка приходить у гріючу камеру, конденсується на холодніших трубках між трубного простору і у вигляді конденсату покидає гріючу камеру.

Центральна циркуляційна труба, яка має значно більший діаметр, ніж гріючі трубки, забезпечує природну циркуляцію розчину за рахунок різниці густин в центральній циркуляційній трубі і гріючих трубках. Через те, що центральна циркуляційна труба має більший діаметр, розчин в ній прогрівається до нижчої температури ніж у кип’ятильних трубках тут і виникає різниця густин.

Такі апарати використовують для випарювання слабких розчинів з невеликою в’язкістю. Для більш концентрованих розчинів циркуляційну трубу виносять за межі апарату (в більш холодні умови). Якщо цього не достатньо, то на вході в гріючу камеру встановлюють циркуляційний насос, який прокачує розчин.

Температура кипіння розчину залежить від тиску над розчином, висоти стовпа рідини і концентрації розчину. Розчин в установці кипить при температурі кипіння кінцевого розчину.

Матеріальний баланс однокорпусної випарної установки

Введемо наступні позначення:- видаток початкового (вихідного) розчину, кг/с; - видаток концентрованого (випареного) розчину, кг/с; - видаток вторинної пари, кг/с; - концентрація початкового (вихідного) розчину, % мас;- концентрація концентрованого (випареного) розчину, % мас.

Згідно з законом збереження маси

по твердій речовині

Підставивши це в попереднє рівняння отримаємо

Тепловий баланс однокорпусної випарної установки

Цей баланс оснований на рівнянні збереження енергії. Кількість теплоти, підведеної до установки, рівна кількості теплоти, відведеної з установки.

Введемо наступні позначення:

- видаток граючої (первинної) пари; - ентальпія граючої пари;- видаток гріючої пари;- ентальпія вторинної пари;- видаток первинного (вихідного) розчину;- ентальпія початкового розчину,;- ентальпія кінцевого розчину,;- ентальпія конденсату граючої пари,;,,- теплоємності початкового, кінцевого розчинів та конденсату;,,- температура теплоємності початкового, кінцевого розчинів та конденсату.