Випаровування

$Опис : Опис : Опис : Опис : Опис : Опис : Опис : Опис : Опис : Опис : Опис : Опис : C:\Program Files\Company\Трактори і автомобілі\ЛОГОТИП.jpg$	Процеси і апарати харчових виробництв Електронний підручник
Головна Теоретичні відомості Лабораторні та практичні роботи Тести Додатки Список використаних джерел	5.5 Випаровування
	1. Загальна характеристика процесу випарювання. Методи випарювання і їх характеристика. 2. Випарні установки періодичної дії, їх будова та принцип дії. Матеріальний та тепловий баланси. Визначення кількості випареної вологи. 3. Однокорпусна випарна установка безперервної дії, її будова та принцип дії. Особливості роботи випарних установок з тепловим насосом, ефективність застосування. 4. Багатокорпусні випарні установки безперервної дії, будова, принцип роботи. 1. Загальна характеристика процесу випарювання. Методи випарювання і їх характеристика. *Випарюванням* називається процес концентрування розчинів твердих нелетких речовин шляхом вилучення леткого розчинника під час кипіння. За допомогою випарювання одержують і перенасичені розчини, в яких після цього проводять кристалізацію, наприклад, розчини сахарози, фруктози, молочного цукру та ін. Випарювання широко застосовують у цукровому, консервному, кондитерському, молочному та інших виробництвах для концентрування цукрових та вітамінних сиропів, плодових і овочевих соків, фруктово-ягідних начинок, молока, вершків та ін. Особливо важливий цей процес при виробництві цукру. Підраховано, що протягом одного сезону на цукрових заводах СНД випарюють близько 15-10⁶ т води, а в США щорічно на підприємствах харчової промисловості випарюється майже 10⁸т води з цукрового сиропу, фруктових соків, молока, кавових екстрактів і т. д. У процесі випарювання рідкий леткий розчинник випаровується із розчину, внаслідок чого концентрація сухих речовин у ньому безперервно збільшується. Перетворення рідини в пароподібний стан відбувається за будь-якої температури. Однак розрізняють два процеси: випаровування і кипіння. *Випаровування* - це перехід речовини з рідкого або твердого стану в газоподібний шляхом підведення до неї теплоти. Причиною випаровування з вільної поверхні рідини є тепловий рух її молекул. Після нагрівання рідини до відповідної температури в ній з'являються молекули, що володіють енергією, яка дозволяє їм подолати сили зчеплення і піти в довкілля. Проте не всі ці молекули залишаються в довкіллі: після зіткнення з молекулами газу частина їх повертається до поверхні випаровування. Молекули, що повертаються, можна розподілити на дві частини. Молекули з достатньо високою кінетичною енергією, переборюючи значні сили зчеплення поверхневого шару рідини, проникають усередину та залишаються в ній. Інша частина молекул з менш високим енергетичним рівнем відбивається від поверхні рідини і остаточно залишається в довкіллі. *Кипінням* називається процес переходу рідини, що знаходиться при температури насичення або дещо перегрітої відносно цієї температури, в пару всередині її об'єму з утворенням парових бульбашок. Процес пароутворення пов'язаний з підведенням теплоти, необхідної для фазового переходу рідини в пару, що називається теплотою пароутворення. Необхідна кількість підведеної теплоти (в Дж) визначається рівнянням Q = G-r, де G - кількість пари, що утворюється, кг; r - теплота пароутворення, Дж/кг. Температура киплячої рідини непостійна, вона зменшується в міру віддалення від поверхні нагрівання . Розрізняють кипіння в об'ємі рідини (об'ємне кипіння) і на поверхні нагрівання (поверхневе кипіння). У першому випадку бульбашки пари зароджуються в будь-якій точці об'єму рідини під час значного її перегрівання відносно температури насичення (T_P>T_S), що можливо або при різкому зниженні тиску над рідиною, або за наявності в рідині внутрішніх джерел теплоти. У випадку поверхневого кипіння бульбашки пари утворяться тільки на поверхні нагрівання в окремих її точках - центрах пароутворення. Центрами пароутворення є нерівності поверхні нагрівання (мікровпадини, шорсткості, тріщини), бульбашки газу або пари і найдрібніші тверді частинки. Для сучасної теплоенергетики характерне поверхневе кипіння на стінках труб, каналів, циліндричних, сферичних та інших поверхонь. Встановлене існування двох основних видів поверхневого кипіння: бульбашкового і плівкового. Під час бульбашкового кипіння на поверхні нагрівання періодично утворюються бульбашки пари, для зародження яких рідина повинна бути перегрітою. Бульбашки перегрітої пари, досягнувши розмірів 2-3 мм, відриваються від стінки і починають рухатися вгору під впливом підйомної архімедової сили, збільшуючись в об'ємі в десятки разів за рахунок інтенсивного випаровування навколишньої рідини. Об'єм бульбашки пари тим більший, чим вищий перегрів рідини і чим більший час спливання бульбашки. Встановлено, що приблизно 95% пари утворюється під час руху бульбашок у товщі рідини та 5% - під час розвитку їх на поверхні нагрівання. Коли парових бульбашок стає дуже багато, то вони починають зливатися між собою, утворюючи на поверхні нагрівання парову плівку. Такий вид кипіння називають плівковим. *Класифікація методів випарювання* Існують три методи випарювання: 1) поверхневе випарювання, що здійснюється шляхом нагрівання розчину на теплообмінній поверхні за рахунок підведення теплоти до розчину через стінку теплообмінного апарата від гріючої пари; 2) адіабатичне випарювання, що відбувається шляхом миттєвого випаровування перегрітого розчину в камері, де тиск нижчий, ніж тиск насиченої пари; 3) випарювання шляхом контактного випаровування, під час якого розчин нагрівається під час прямого контакту між розчином та гарячим теплоносієм (газом або рідиною), які рухаються. Найчастіше використовують поверхневе випарювання. Для нагрівання розчинів до температури кипіння використовують різноманітні теплоносії, але найбільше застосовують водяну пару, яка в цьому випадку називається гріючою. Утворена під час випарювання розчину пара називається вторинною, її теплоту може бути використано в теплообмінних апаратах, які працюють під меншим тиском. Процес випарювання розчинника з розчину можна проводити під вакуумом, за атмосферним та підвищеним тиском. Під час випарювання під вакуумом знижується температура кипіння розчину, що дає можливість використати для обігрівання апарату пару низького тиску. Цей спосіб особливо застосовується під час випарювання харчових розчинів, чутливих до високих температур. Перевагою процесу випарювання під вакуумом є зменшення втрат теплоти в навколишнє середовище, а також збільшення корисної різниці температур між гріючою парою та киплячим розчином. Це дає змогу зменшити поверхню теплообміну та габарити всього вакуум-випарного апарата. При випарюванні під атмосферним тиском утворена вторинна пара звичайно не використовується і викидається в атмосферу. Випарювання за підвищеного тиску викликає підвищення температури кипіння розчину і дає можливість використання вторинної пари як теплоносія в інших теплообмінниках. Можливість застосування цього способу випарювання залежить від стійкості компонентів розчину, що випарюється. Процес випарювання можна здійснювати в одному апараті (однокорпусна установка) або в ряді послідовно з'єднаних випарних апаратів (багатокорпусна установка). В однокорпусній випарній установці теплота гріючої пари використовується одноразово, а теплота вторинної пари звичайно не використовується. У багатокорпусній випарній установці вторинна пара, яка виходить з будь-якого попереднього корпуса, є гріючою парою для наступного, в якому розчин кипить за більш низького тиску. Цей метод проведення процесу забезпечує значну економію теплоти і тому має широке розповсюдження у промисловості. За методом ведення процесу розрізняють періодичне та безперервне випарювання. Апарати і установки періодичної дії використовуються у виробництвах малого масштабу, коли економія теплоти не має великого значення, або для випарювання розчинів до високих остаточних концентрацій. 2. Випарні установки періодичної дії, їх будова та принцип дії. Матеріальний та тепловий баланси. Визначення кількості випареної вологи. *Випарні апарати* призначені для проведення процесів випарювання, їх класифікують за певними ознаками: родом теплоносіїв або методом обігрівання; розташуванням і видом поверхні теплообміну (компоновці та конструкції поверхні нагрівання); розташуванням робочих середовищ; режимом і кратністю циркуляції розчину та ін. Найбільше застосовуються випарні апарати з паровим обігріванням, тому що водяна пара характеризується високою теплотою конденсації, високим коефіцієнтом тепловіддачі при конденсації; парове обігрівання характеризується гнучкістю регулювання. За розміщенням поверхні теплообміну апарати можуть бути вертикальними, горизонтальними та похилими. Поверхня теплообміну може бути конструктивно оформлена у вигляді пучка труб, змійовика, кільцевих елементів або у вигляді парової оболонки. За режимом руху киплячої рідини випарні апарати бувають з вільною, природною, примусовою циркуляцією і плівкові. За кратністю циркуляції розрізняють випарні апарати з однократною і багатократною циркуляцією киплячого розчину. Існує велика різноманітність конструкцій випарних апаратів. Нині є тенденція до зменшення кількості типів і конструктивних різновидів апаратів за рахунок уніфікації вузлів та деталей. Рис.1. Випарювальний апарат Враховуючи велике значення характеру циркуляції розчину, звичайно її й беруть як визначальну ознаку під час розгляду конструкцій випарних апаратів. Для випарювання в'язких продуктів та продуктів, що кристалізуються в малотоннажних виробництвах, застосовують оболонкові випарні апарати періодичної дії з вільною циркуляцією і паровим обігріванням (рис.2.). Рис. 2. Випарний апарат з паровою сорочкою Слабко концентрований розчин подається в апарат 1, де внаслідок обігрівання виникає вільна циркуляція. Підігрівання ведеться парою, яка надходить в оболонку 2, до температури кипіння. Після випарювання до необхідної концентрації випарений розчин спускається з апарата і апарат знову наповнюється неконцентрованим розчином. *Матеріальний і тепловий баланс однокорпусного випарного апарата* Для складання матеріального і теплового балансів однокорпусного випарного апарата приймемо такі позначення: G - кількість розчину, що надходить на випарювання, кг/с; G\ - кількість кінцевого продукту, кг/с; W - кількість випареної води, кг/с; а та b -відповідно початкова і кінцева концентрації сухих речовин розчину, мас, %. Рівняння матеріального балансу всього процесу випарювання має вигляд: G = Gi + W. (1) Запишемо рівняння матеріального балансу по абсолютно сухій речовині, згідно з яким кількість сухої речовини, що знаходиться в розчині до і після випаровування, не зміниться. Отже (2) За рівняннями (1) і (2) визначають кількість упареного розчину G₁ остаточну концентрація розчину b, кількість випареної води W: Складемо тепловий баланс випарного апарата і визначимо витрату теплоти на випарювання і витрату гріючої пари. Введемо додаткові позначення: Q - витрата теплоти на випарювання, Вт; D - витрата гріючої пари на випарювання, кг/с; і, і₁, і₂ - відповідно ентальпія вторинної пари на виході її з апарата, ентальпія гріючої пари і конденсату, Дж/кг; с_в, с_п , с_к - відповідно питома теплоємність води, початкового (вихідного) і кінцевого (згущеного) розчину, Дж/(кг-К); t_n, t_K - температура розчину на вході в апарат (початкова) і розчину на виході його з апарата (кипіння), °С; Q_B - витрата теплоти на компенсацію втрат у довкілля, Вт. Надходження теплоти в апарат складається з теплових потоків гріючої пари Di\ і вихідного розчину Gc_nt_n. Витрата теплоти дорівнює сумі теплових потоків конденсату D\2, згущеного розчину (G - W) С_К1_К, вторинної пари Wi та теплових втрат у довкілля Q_B. Тоді Витрата гріючої пари на випаровування розчину складає де перша складова правої частини — витрата пари на нагрівання розчину до температури кипіння, друга - на випарювання води з роз- ' чину, третя - на компенсацію теплових витрат у довкілля. Відношення загальної витрати пари D до кількості води, що випарюється W, називають питомою втратою пари: т = D/W. 3. Однокорпусна випарна установка безперервної дії, її будова та принцип дії. Особливості роботи випарних установок з тепловим насосом, ефективність застосування. Обмежене застосування знаходять також випарні апарати з вільною циркуляцією, обладнані змійовиковою або трубчастою поверхнями теплообміну. Випарні апарати з природною циркуляцією розчину поділяються на апарати з центральною циркуляційною трубою, з осьовою зоною кипіння і з виносною гріючою камерою. Рис.3. Випарний апарат з центральною циркуляційною трубою Випарний апарат з центральною циркуляційною трубою (рис.3.) має гріючу камеру / з трубчастою поверхнею нагрівання, утворену пучком труб з двома трубними решітками, які знаходяться в кожусі-обичайці. Вихідний розчин подають в апарат через штуцер 3. Гріюча пара надходить через штуцер 2 в міжтрубний простір, а конденсат відводиться через штуцер 9. Киплячий розчин разом з вторинною парою рухається в кип'ятильних трубах 5 угору, а по центральній циркуляційній трубі 11 холодний розчин опускається вниз. Таким чином, за рахунок різниці густин розчину в циркуляційній трубі та парорідинної суміші в кип'ятильних трубах забезпечується природна організована циркуляція розчину. Вторинна пара у вигляді парорідинної суміші викидається в паровий сепараційний простір 7, з якого він надходить до бризкоуловлювача 4. Бризкоуловлювач призначений для відділення піни і крапель розчину від вторинної пари; це відбувається завдяки зміні швидкості і напрямку руху вторинної пари. Рідина, що при цьому виділилася, стікає по трубі 6 у гріючу камеру, а вторинна пара через штуцер 5 виходить з випарного апарата. Концентрований розчин, що є цільовим продуктом, витікає з нижньої частини гріючої камери через штуцер 10. Інколи циркуляційну трубу в апаратах з трубчастою поверхнею нагрівання розміщують ексцентричне або виносять за межі гріючої камери. Апарат з винесеною гріючою камерою (рис.4.) складається з гріючої камери 1, виконаної з труб, сепаратора 2 з бризкоуловлювачем 3 та циркуляційної труби 4, з'єднаної з нижньою камерою 5. Гріюча пара надходить у міжтрубний простір трубної камери і обігріває трубки, заповнені рідиною. Парорідинна суміш, що утворюється, розділяється в сепараторі на вторинну пару і рідину, що надходить у циркуляційну трубу 4. За рахунок збільшення висоти трубок до 4-5 м створюється значна різниця тиску парорідинного стовпа в трубках / і стовпа рідини в циркуляційній трубі 4, що забезпечує інтенсивну природну циркуляцію. Цьому сприяє також те, що циркуляційна труба не обігрівається. Для покращення відділення пари і рідини парорідинна суміш вводиться з гріючої камери в сепаратор тангенціальне. Перевага цих випарних апаратів полягає також у тому, що гріюча камера розміщена окремо; це дає змогу легко її оглядати і здійснювати очищення внутрішньої поверхні. Апарат з примусовою циркуляцією принципово відрізняється від апарата з винесеною гріючою камерою тим, що між циркуляційною трубою 4 і нижньою камерою 5 (див. Рис.4.) встановлюється насос. Швидкість рідини в трубках за рахунок роботи насоса піднімається до 2-2,5 м/с, що забезпечує більш інтенсивну циркуляцію. Рис. 4. Випарний апарат з винесеною гріючою камерою Рис. 5. Випарний апарат з винесеною гріючою камерою Рис. 6. Випарні апарати з винесеною гріючою камерою Рис. 7. Випарні апарати з внутрішніми нагрівальними камерами Роторно-плівкові випарні апарати (рис.8.) все частіше застосовується для випаровування високов'язких і пастоподібних термолабільних розчинів. Всередині гріючої камери 3, яка оточена нагрівальною паровою оболонкою 4, є ротор 5 з лопатями 6. Рис.8. Роторно-плівковий випарний апарат Ротор приводиться в обертання з частотою 1-Зс^-1. Надходячи в апарат, розчин розподіляється устроєм 2, що обертається разом з валом ротора, по стінці корпусу і стікає у вигляді тонкої плівки під дією сили тяжіння. Під час течії розчин концентрується внаслідок випаровування розчинника. Вторинна пара виходить з апарата через сепаратор 1. У міру випарювання розчинника на стінці корпусу утворюється пастоподібний або навіть сухий залишок розчиненої речовини, що знімається з поверхні яка обогрівається лопатями 6. Проміжок між лопаттю і стінкою апарата становить 0,4-1,5 мм. Час перебування рідини в апараті (залежно від продуктивності, фізичних властивостей розчину, частоти обертання ротора) становить 10-30 с, що є головною перевагою апарата. Апарати мають площу робочої поверхні до 40 м² і рекомендуються для проведення процесів випаровування широкої номенклатури харчових продуктів - молока, цукрових розчинів, екстрактів кави та цикорію, клейових бульйонів, соків, томатної пасти та ін. Рис.9. Вакуумно-випарний апарат Рис.10. Вакуумно-випарний апарат з виносним вертикальним кип’ятильником Рис.11. Вакуумно-випарна установка 4. Багатокорпусні випарні установки безперервної дії, будова, принцип роботи. *Будова і принцип дії багатокорпусних випарних установок безперервної дії* За напрямком підведення і відведення розчину й пари багатокорпусні випарні установки можна поділити на прямотечійні (рис.12,а), протитечійні (рис.12,б) і з паралельним підведенням живлення (рис.12, в). Рис. 12. Схеми живлення випарних установок За найпоширенішою прямотечійною схемою розчин послідовно проходить через усі корпуси установки, з яких кожний наступний обігрівається вторинною парою попереднього корпусу; первинною парою обігрівається лише перший корпус. Перевагами прямотечійної БВУ є найчастіше непримусовий (без витрати зовнішньої енергії) рух розчину через усю установку і мінімальні тепловтрати з випареним розчином, що відводиться при температурі кипіння в останньому корпусі. Недоліком цієї схеми є несприятливі умови теплопередачі: найбільш концентрований розчин випарюється (кипить) при найнижчій температурі, коли в'язкість і концентрація СР максимальні, а теплоємність і теплопровідність мінімальні. Звідси випливає і мінімальне значення коефіцієнта тепловіддачі. За умовами теплопередачі вигідніші БВУ з протитечією розчину і пари. В них початковий розчин рухається в напрямку від останнього корпусу до першого, а первинна і вторинна пари — у протилежному напрямку, внаслідок чого розчин кінцевої концентрації (найбільш в'язкий) випарюється при найвищій температурі. Суттєвим недоліком протитечійної схеми є необхідність примусового переміщення розчину в напрямку зростання тиску, що потребує встановлення насосів між корпусами. Крім того, концентрований розчин, виходячи із першого корпусу (з високою температурою), виносить більшу кількість теплоти, ніж у прямотечійних установках. Недоліки прямотечійних схем менш суттєві, ніж протитечійних, тому вони стали найпоширенішими в харчовій промисловості. У ряді випадків (наприклад, у разі кристалізації розчинів) у БВУ використовують паралельне живлення корпусів розчином. При такому живленні концентрація розчину в кожному корпусі змінюється від початкової до кінцевої, а пара, як і в попередніх схемах, рухається послідовно від першого корпусу до останнього. В цьому самому напрямку знижуються робочий тиск і температури кипіння розчинів у корпусах. Паралельне живлення застосовують при випарюванні розчинів, із яких видаляється невелика кількість розчинника. Багатокорпусні випарні установки, як концентратори розчинів, одночасно можуть бути джерелом пари пониженого потенціалу для інших технологічних процесів. Вторинною парою, відібраною з одного або кількох корпусів, можна постачати інших споживачів, а також нагрівати початкові розчини перед подаванням їх у випарні апарати. Рис.13. Багатокорпусна випарна установка Видалену із установки для сторонніх потреб вторинну пару називають *екстрапарою. Доцільність відбирання екстрапари очевидна, оскільки її одержують після одно - або багаторазового використання теплоти первинної пари для досягнення основної мети - концентрування розчину. Економічність відбирання екстрапари зростає у міру збільшення номера корпусу, з якого відбирають екстрапару. Із різних корпусів відводиться екстрапара різного потенціалу; кількість і температура відбираної пари зумовлюються потребами її споживачів. На рис.14. показано схему чотирикорпусної установки з допоміжним обладнанням. Схемою передбачається відбирання екстрапари із першого і другого корпусів (Е₁, і Е₂) на нагрівання початкового розчину; із третього корпусу передбачається відбирання екстрапари Е₃ на інші технологічні потреби. Рис. 14. Схема чотирикорпусної випарної установки:* 1- насос; 2- підігрівник І ступеня; 3 - підігрівник П ступеня; 4 - випарні апарати; 5 - конденсатор; 6 - вакуум-насос; 7 - збірник барометричної води; В - вода; К - конденсат; НГ - гази, що не конденсуються; В' — барометрична вода Щоб створити розрідження, в останньому корпусі встановлюють конденсатор і вакуум-насос. *Випарна установка плівкового типу* Термолабільні розчини і ті, що піняться, випарюють у випарних апаратах, у нагрівальних камерах яких випаровування відбувається в основному в плівці розчину, що рухається по поверхні теплопередачі. Такі апарати дістали назву плівкових. Вони характеризуються високою інтенсивністю теплообміну при малих температурних напорах (можуть працювати при корисній різниці температур 2...З⁰ К). Плівкові апарати мають аро сепарат (6…9 м) нагрівальні камери, співвісні з аро сепаратором. Залежно від напрямку руху плівки їх поділяють на апарати з висхідною і з спадною плівками. В апаратах з висхідною плівкою (15,а) нагрівальні труби заповнюють розчином, який подають знизу, звичайно на 25 % їхньої висоти. Утворена в цій зоні вторинна пара переміщується вгору зі швидкістю до 20 м/с, захоплюючи з собою плівку рідини. На шляху руху плівки розчин випарюється. При плівковому режимі гідростатичної депресії практично немає, а корисна різниця температур може бути зменшена до 2…3 К. Це дає можливість при заданих температурних напорах у БВУ збільшити кількість корпусів. В апаратах із спадною плівкою (рис. 15, б) початковий розчин подають зверху в нагрівальну камеру, де він розподіляється по трубах і, стікаючи у вигляді плівки, випарюється. Вторинна пара разом з рідиною рухається вниз, де в сепараторі відділяється від рідини. Застосування плівкових апаратів у молочній промисловості дало можливість ефективно експлуатувати БВУ з п’ятьма сімома корпусами в поєднанні з термокомпресією і досягти кратності випаровування W / D = 10 … 14. Рис. 15. Схеми випарних апаратів а – з висхідною плівкою; б – із спадною плівкою; в – з пластинчастою нагрівальною камерою; 1 – нагрівальна камера; 2 – паро сепаратор. Рис.16. Плівковий випарний апарат Рис.17. Плівкові випарні апарати *Явища, які супроводжують процес випарювання розчинів* У процесі випарювання розчинів можливі утворення накипу на поверхні труб, піноутворення та бризковиніс. Процес утворення накипу відчиняється загальним законам кристалізації із розчинів, які містять сілікати Са та Mg і сульфат Са. При температурі вище 70⁰ С розчинність цих солей значно знижується і вони виділяються у вигляді кристалів на поверхні теплообміну, а потім до утвореного осаду прикипають взважені частки, які містяться у розчині. В умовах утворення накипу інтенсивність випарювання значно зменшується, через що виникає необхідність чищення апарату. Інша причина утворення накипу пояснюється термічним розкладанням гідрокарбонатів з утворенням карбонатів. Пониженню накипоутворення сприяє пом’якшення розчинів за допомогою катіоніта, електромагнітна і ультразвукова обробка розчинів і проведення процесів під вакуумом, коли температура кипіння розчинів менша 70⁰ С. Простір сепаратора випарного апарата повинен забезпечувати достатньо повне відділення вторинної пари від крапель згущуваного розчину для запобігання втрат продукту і забруднення ним вторинної пари, яка поступає у наступний корпус. Висока в’язкість і низький поверхневий натяг розчину сприяє піноутворенню і , відповідно, бризко виносу, тоді як розчини з малою в’язкістю і високим поверхневим натягом не утворюють піни. При згущенні рідин, які не піняться, висоту сепараційного простору приймають близько 1,5 м і збільшують його до 3-4 м для пінних рідин. Таким чином, правильний вибір розмірів сепараційного простору повинен забезпечити запобігання виносу часток рідини із апарата. У якості допоміжного пристрою для отримання практично сухої пари застосовують бризковідділювачі. *Матеріальний і тепловий баланс багатокорпусних випарних установок* Матеріальний баланс БВУ в цілому складають за аналогією з випарюванням в однокорпусному апараті. Витрата випареної води в БВУ (див.рис.6), кг/с. W = W₁ + W₂ + W₃ + …W_n Витрата розчину, що виходить із будь-якого корпусу, кг/с. S_і = S_і-1 - W_і Масова концентрація розчину, що виходить з і-го корпусу, х_і = S_n x_n / (S_n – W₁ – W₂ - …W_і) = S_nx_n / S_і Якщо БВУ працює з паровідбиранням, то W_і = Е_s + W_{і +1}, де Е — витрата екстрапари, відібраної на сторонні потреби (паровідбір), кг/с. Тоді для установки з n корпусами D_і = W_і + E₁+ E₂ + E₃ + …E_n Сумарна витрата випареної води в такій установці (продуктивність установки), кг/с/ W = Е₁ + 2E₂ + 3E_{3 +}nE_n Рівняння дає можливість визначити витрату вторинної пари, що відводиться із останнього корпусу установки, кг/с/ E_n = {W – [E₁ + 2E₂ + 3E₃ + … + ( n – 1) E_n_{– 1}]} / n Якщо установка працює під розрідженням, то Е - витрата пари, що надходить у конденсатор. Тепловий баланс БВУ не може бути виражений однією формулою. При тепловому розрахунку БВУ він складається для кожного корпусу окремо наведеними в розрахунку однокорпусних випарних апаратів. Витрата нагрівної пари D_і що надходить в і-й корпус (див. рис. 2), кг/с. D_і = W_{і – 1} - Е Якщо екстрапара не відбирається, то D_і = Wі – ₁. Контрольні запитання 1. Що таке випарювання? 2. Які є методи втипарювання? 3. Як класифікують випарні апарати? 4. Чим відрізняється однокорпусна випарна установка від багатокорпусної? 5. Поясніть будову і принцип дії однокорпусної випарної установки. 6. Поясніть будову і принцип дії багатокорпусної випарної установки. 7. Наведіть схему розрахунку матеріального балансу багатокорпусної випарної установки. 8. Наведіть схему розрахунку теплового балансу багатокорпусної випарної установки. 9. Які конструкції випарювальних установок застосовуються в промисловості? 10. За рахунок чого відбувається економія гріючої пари в багатокорпусних установках ? 11. Опишіть схему примотечійної багатокорпусної випарювальної установки 12. Опишіть схему противотечійної установки. 13. У наслідок чого виникає явище самовипаровування? 14. Як розподіляються сумарна корисна різниця температур багатокорпусної випарної установки по корпусах? 15. Як впливає накип на роботу корпусів випарної установки? 16. Які причини утворення накипу? 17. Який механізм утворення бризковиносу?
	Попередня тема	На початок	Наступна тема

Витрата гріючої пари на випаровування розчину складає