Ko'tarilgan plyonka evaporatatori - Rising film evaporator

A ko'tarilayotgan film yoki vertikal uzun naycha evaporatatori ning bir turi bug'lanish moslamasi bu asosan vertikal qobiq va quvur issiqlik almashinuvchisi. Bug'lanayotgan suyuqlik pastki qismidan uzun naychalarga quyiladi va naychaning tashqi qismida qobiq tomondan bug 'kondensati bilan isitiladi. Bu kolba ichida bug 'va bug' hosil qilish uchun ichidagi suyuqlikni qaynatib yuboradi. Keyin hosil bo'lgan bug 'suyuqlikni naychalarning devorlariga bosadi va bu suyuqlikning ko'tarilish kuchini keltirib chiqaradi. Ko'proq bug 'hosil bo'lganda, trubaning markazida yuqori tezlik bo'ladi, bu esa qolgan suyuqlikni yuqoriga qarab harakatlanadigan ingichka plyonka hosil qiladigan trubka devoriga majbur qiladi. Ko'tarilgan plyonkaning bu hodisasi evaparatorga o'z nomini beradi.

Ilovalar: Ko'tarilgan quvur evaporatatorlari uchun keng ko'lamdagi dasturlar mavjud, shu jumladan oqava suvlarni tozalash, polimerlar ishlab chiqarish, oziq-ovqat mahsulotlarini ishlab chiqarish, termal tuzsizlantirish, farmatsevtika va eritmani tiklash. Aschner, F.S. & Schaal, M. & Hasson, D. (1971). "Dengiz suvini distillash uchun katta trubkali evaporatatorlar. Ushbu sohalardagi dasturlarga kelsak, ko'tarilgan quvurli evaporatatorlar asosan distillash ustunlari uchun reboilers sifatida ishlatiladi yoki tozalashdan oldin uchuvchi qismlarni olib tashlash uchun mo'ljallangan oldindan konsentratorlar yoki chaqnash evaporatatorlari yoki oldindan isitgichlar sifatida ishlatiladi.

Issiqlik bilan tuzsizlantirish. Ko'tarilgan quvur evaporatatorlarining o'ziga xos qo'llanilishi dengiz suvini termal tuzsizlantirishdir. Dengiz suvi bug'lanish moslamasining uzun naychalariga pompalanadi, isitish moslamalari (odatda bug ') uni isitadi. Naychalar ichida bug 'hosil bo'lganda u yuqoriga qarab oqadi. Ushbu bug'lanish past haroratlardan foydalanishga imkon beradigan vakuum sharoitida sodir bo'ladi.

Sharbat konsentratsiyasi va oziq-ovqat mahsulotlarini qayta ishlash: - Oziq-ovqat sanoati uzoq vaqt davomida yuqori haroratga sezgir bo'lgan nozik mahsulotlar bilan ishlashni talab qiladi. Ko'tarilgan plyonka evaporatatorlari mahsulotni sifatiga zarar etkazishi yoki buzishi mumkin bo'lgan yuqori harorat ta'siriga tushmaslik uchun etarli darajada tez va samarali ishlashi mumkin. Shunday qilib, ular sharbatlar, sut va boshqa sut mahsulotlari uchun kontsentrator sifatida foydalanishga yaroqlidir, ular oziq-ovqat sanoatida nozik muomalani talab qiladigan mahsulotlardir.

Afzalliklar va cheklovlar

Kam yashash vaqti

Ko'tarilgan plyonka evaporatatorining asosiy afzalligi past yashash vaqti bug'lanish moslamasidagi suyuq ozuqaning plastinka tipidagi evaporatatorlar singari boshqa bug'lanish moslamalari bilan taqqoslaganda. Bu juda muhimdir, chunki u evaparatordan yuqori ish haroratida foydalanishga imkon beradi va mahsulot issiqlikka sezgir bo'lishiga qaramay yuqori mahsulot sifatiga ishonch hosil qiladi. Qo'shimcha afzallik - bu bug'lanish moslamasini uzluksiz jarayon sifatida ishlatish imkoniyati, bu jarayonning umumiy ishlashiga qaraganda ancha energiya va vaqtni tejaydi.[1]

Yuqori issiqlik uzatish koeffitsientlari: - Yana bir muhim ustunlik nisbatan yuqori issiqlik uzatish koeffitsienti bu evaporatator turiga kiradi. Bu juda muhimdir, chunki u issiqlik uzatish maydonining umumiy ehtiyojini kamaytiradi, bu esa evaparatorning dastlabki kapital narxini pasaytiradi. Bunga qobiq va naychalardan tashkil topgan tarkibiy qismlarni moslashtirilgan dizaynlar yordamida osonlikcha erishish osonlikcha sarflanishi va bug'lanishning oddiy talablari uchun ideal bo'lishiga imkon beradi. Bundan tashqari, ushbu turdagi evaporatator tarkibida ko'pikli mahsulotlar uchun mavjud bo'lgan bug 'ajratgichlari ham osonlikcha bo'lishi mumkin.

Kam samaradorlik

Ko'tarilayotgan plyonka evaporatatorlari nisbatan samarali va bir nechta afzalliklarga ega bo'lsa-da, ba'zi adabiyotlarda ular vertikal yoki gorizontal naychadan tushgan plyonka evaporatatori kabi samarali emasligi taxmin qilinadi. Shunday qilib, so'nggi paytlarda tushayotgan plyonka evaporatatorlari odatda ko'tarilayotgan plyonka evaporatatorlari o'rniga tanlanadi, chunki ular ko'tarilgan plyonka evaporatatorlari singari afzalliklarga ega va samaradorlikning qo'shimcha afzalliklariga ega. Bundan tashqari, ko'tarilgan plyonka evaporatatorlari filmni tortishish kuchiga qarshi harakatlantiruvchi kuchni talab qiladi va bu cheklovni keltirib chiqaradi, chunki harakatlantiruvchi kuchni ta'minlash uchun isitish sirtlari o'rtasida etarli harorat farqi talab qilinadi.[1]

Mahsulotning ko'p qirraliligi cheklangan: - Ko'tarilayotgan plyonka evaporatatorlarining yana bir asosiy cheklovi - bu mahsulotlarning yopishqoqligi past va minimal ifloslanish tendentsiyasiga ega bo'lish talabidir. Plitalar tipidagi evaporatatorlar kabi raqobatbardosh texnologik dizaynlar yuqori ifloslanish tendentsiyalari bilan yopishqoqroq bo'lgan suyuqliklarni boshqarishi mumkin, chunki ichki qismlarga tozalash va texnik xizmat ko'rsatish uchun qulayroqdir.

Asosiy tavsif va baholash

Evaporatatorlar erituvchini bug'langanda eritmani konsentratsiyalashga qaratilgan. Ko'tarilayotgan plyonka bug'lanish moslamasining ishlashini baholash uchun bug'lanish moslamasining quvvati va samaradorligi o'lchanadi. Imkoniyat - bu birlik vaqt ichida bug'langan suv miqdori, bug 'tejamkorligi esa bug'langan erituvchi miqdori. Demak, jarayonning asosiy atributlari - bu ikki sohaga sezilarli ta'sir ko'rsatadigan jarayonning xususiyatlari.[2]

Issiqlik uzatishning umumiy darajasi

Ko'tarilgan plyonka evaporatatorlari umumiy qobiq va quvurli issiqlik almashinuvchisi kabi bir xil issiqlik uzatish printsipidan foydalanganligini hisobga olsak. Shuning uchun bug'lanish moslamasining ishlashini aniqlashda umumiy issiqlik uzatish tezligi hal qiluvchi ahamiyatga ega. Ushbu omil ko'tarilgan plyonka bug'lanish moslamasining quvvatini aniqlaydi. Umumiy issiqlik uzatish tezligini beradigan asosiy umumiy formula:[3]

 

 

 

 

(1)

qayerda

Q bu issiqlik uzatish tezligi
U umumiy issiqlik uzatish koeffitsienti
A umumiy issiqlik uzatish maydonidir
Tlm harorat farqi yoki o'rtacha harorat farqi

Umumiy qobiq va quvur issiqlik almashinuvchisi uchun U tenglama bilan berilgan [3]

 

 

 

 

(2)

qayerda

ho tashqi suyuqlik plyonkasi koeffitsienti
hmen ichki suyuqlik plyonkasi koeffitsienti
hod tashqi ifloslanish koeffitsienti (ifloslanish omili)
hid ichki ifloslanish koeffitsienti
kw trubka devori materialining issiqlik o'tkazuvchanligi
dmen ichki diametrli trubka
do tashqi diametrli trubka

A tenglama bilan berilgan

 

 

 

 

(3)

qayerda

N naychalarning umumiy soni
l naychalarning uzunligi
do tashqi diametrli trubka

Bu parallel ravishda va bug'lanish moslamasining qobig'ida joylashgan isitish vositalariga bevosita aloqada bo'lgan uzun vertikal naychalarning tashqi yuzasini o'z ichiga olgan issiqlik uzatishning aloqa maydoni.

Jurnal o'rtacha harorat farqi (LMTD), Tlm, tenglama bilan berilgan[3]

 

 

 

 

(4)

qayerda

Tsalom issiq suyuqlikning kirish harorati
Tho issiq suyuqlik chiqishi harorati
Tci sovuq suyuqlik kiritish harorati
Tko sovuq suyuqlik chiqishi harorati

Ko'tarilgan plyonka evaporatatoridagi issiq suyuqlik qobiq tomonidagi bug 'va sovuq suyuqlik uzun naychalar ichidagi suyuqlik bo'ladi. Umumiy issiqlik uzatish tezligi bilan bog'liq ravishda, ushbu xususiyatga ko'tarilgan plyonka evaporatatori nuqtai nazaridan ta'sir qiluvchi bir nechta asosiy parametrlar mavjud.

Issiqlik uzatish koeffitsientlari

Ko'tarilgan plyonka evaporatatori uchun issiqlik uzatishning asosiy yo'llari o'tkazuvchanlik va konveksiya hisoblanadi. Bular qobiq tomonidagi bug 'trubkani qizdirganda va kolba ichidagi suyuqlik va bug' qizdirilganda sodir bo'ladi. Ko'tarilgan naycha evaporatatorlarida uzun vertikal naychalarning konstruktsiyasi quvurning markaziy qismini egallagan va ko'tarilgan bug 'bosimi natijasida hosil bo'lgan suyuqlikning uzun, ingichka va doimiy plyonkasini hosil bo'lishiga yordam beradi. Markazdagi plyonka va bug'ning bu ko'tarilish harakati katta turbulentlikni kuchaytiradi va keyinchalik issiqlik o'tkazuvchanligini oshirishga olib keladigan yuqori issiqlik koeffitsientlariga imkon beradi. Issiqlik koeffitsientlarining qiymatiga ta'sir ko'rsatadigan yana bir muhim omil bu evaparatorning dizayni.

Jurnal o'rtacha harorat farqi

Issiqlik uzatish qonunlariga ko'ra, dastlab issiqlik uzatish tezligi haroratning oshishi bilan oshib boradi, chunki harorat o'zgarishi doimiy ozuqa oqimida materiallarning qaynash nuqtasiga yaqinlashadi. Demak, odatda, bu jarayon uchun katta harorat farqi bo'lishi yaxshi. Biroq, bug 'pufakchalari asta-sekin naychaning butun markazini to'ldirganda, bug' bosimi eng yuqori darajaga etadi. Ushbu nuqtadan tashqarida, issiqlik uzatish uchun asosiy harakatlantiruvchi kuch va shuningdek ko'tarilayotgan plyonka vazifasini bajaradigan harorat farqi, agar bug 'bosimining ko'tarilishi bo'lsa kamayishni boshlaydi. Bunga qo'shimcha ravishda, harorat farqini oshirishni ko'rib chiqishda mahsulot sifati va mustahkamligi jihatidan boshqa cheklovlar mavjud. Harakatlantiruvchi kuch uchun harorat farqi, shuningdek, bug 'va qaynab turgan suyuqlik xususiyatlari bilan aniqlanadi.[3]

Umumiy issiqlik uzatish maydoni

Bu isitish vositasi va isitishni talab qiladigan suyuqlik yoki ular orasidagi har qanday oraliq yuzalar orasidagi umumiy aloqa maydoni. Ko'tarilgan plyonka evaporatatorida bu plyonka va uzun naychalarning yuzasi orasidagi aniq mintaqa, shuningdek bug'lanish moslamasining qobig'idagi atrofdagi isitish muhitidir. Tenglamada ko'rsatilgandek, issiqlik uzatish maydoni o'tkazuvchan issiqlik uzatish tezligiga ta'sir qiluvchi asosiy omillardan biridir. Shuning uchun issiqlik uzatish uchun mavjud bo'lgan maydon miqdorini maksimal darajada oshirish maqsadga muvofiq bo'ladi. Buning cheklovlari maydon birligi uchun sarflanadigan xarajatlarga bog'liq bo'lishi mumkin, chunki maydonni ko'paytirish quvurlar uzunligini va bug'lashtirgich qobig'ini ko'paytirishni anglatadi, bu esa qurilish va ta'mirlash xarajatlarini sezilarli darajada oshirishi mumkin.[4][5]

       Ko'tarilayotgan filmning qalinligi: -

Vertikal naychalar ichidagi bug'ning bosimi tufayli hosil bo'lgan ko'tarilgan plyonka issiqlik uzatish samaradorligiga katta ta'sir ko'rsatadi. Buning sababi shundaki, filmning qalinligi issiqlik uzatish koeffitsientlariga, shuningdek issiqlik uzatish uchun aloqa maydoniga ta'sir qiladi. Bunga nisbatan, ingichka va uzun plyonka afzallik beriladi, chunki u ikkita issiqlik uzatish yuzasi orasidagi masofani kamaytiradi. Bu yuqori issiqlik uzatish koeffitsientlarini va umumiy issiqlik uzatish tezligini beradi.

Yashash vaqti

Yashash vaqti mahsulotning butun protseduradan o'tishi uchun sarflangan vaqtni ko'rsatadi. Bu mahsulotning yashash vaqtini anglatishi uchun umumlashtirilishi mumkin, bu mahsulotning o'rtacha vaqtini evaparator ichida bo'lishini belgilaydi. Ko'pgina sanoat tarmoqlarida, ayniqsa oziq-ovqat va ichimliklar ishlab chiqarishda, mijozlarning talablari kuchli issiqlik ta'sirida foydali moddalarning yo'q qilinishini minimallashtirish uchun yashash vaqtini juda cheklaydi.

Buni turli xil usullar bilan hal qilish mumkin, masalan, haroratni qaynash darajasiga yaqinlashguncha suyuq ovqatni isitish funktsiyasi bilan asosiy bug'lanish moslamasidan oldin isitish tizimiga ega bo'lish. Bu evaparatorning yuk hajmini pasaytiradi va yashash vaqtini qisqartiradi.

Dizaynlar mavjud

Kestner toqqa chiqadigan plyonka evaporatatori

Ko'tarilgan plyonka evaporatatori - termo-sifonning asosiy tamoyillaridan foydalangan holda bir qator turli xil evaporator konstruktsiyalari ishlab chiqilgan. Evaporatatorlar uchun mavjud dizaynlar, asosan, kerakli mahsulotlarni ishlab chiqarishda talab qilinadigan dasturga qarab, xususiy kompaniyalar va tarmoqlar tomonidan tayyorlangan. Bu dizayn samaradorligi va iqtisodiy samaradorligini oshirishda eng maqbul mahsulotni olishini ta'minlash uchun juda muhimdir.

Artisan Rising Film Evaporator

Artisan Industries - bu termal ajratish uskunalarini sozlash bo'yicha ixtisoslashgan kompaniya. Artisan Rising Film Evaporatatori uzun naychali vertikal bug'lanish moslamasining umumiy dizayni kabi bir xil asosga ega, ammo u pravoslav dizayni haddan tashqari ifloslanish tufayli ishlov bera olmaydigan yopishqoq va uchuvchan material bilan ishlashga imkon berish uchun o'zgartirilgan.

Shu bilan bog'liq holda, Artisan Rising Film Evaporatatori uchishdan oldin uchuvchi tarkibiy qismlarning ko'p qismini yo'q qilish uchun mo'ljallangan va odatda bug'lashtirgich yoki oldindan isitgich sifatida ishlatiladi.[iqtibos kerak ] Ushbu dizayn operatorga qoldiqlarni olib tashlash, mahsulotning ishlashiga moslashish va bug 'tejamkorligini maksimal darajada oshirish uchun ozuqa tezligini yoki bug' tezligini boshqarishga imkon beradi. Ushbu bug'lanish moslamasi yuqori haroratni qo'llash uchun va yopishqoqligi yuqori bo'lgan materiallarga mos keladi, ular o'tkazuvchan sirtlarni ifloslanishiga moyil.[6]

Yupqa plyonkali vakuumli evaparator

Rising ingichka plyonka vakuumli evaporatator dizayni bu suyuqlikni past haroratda bug'lanishiga imkon beradigan asosiy farqga ega bo'lgan ko'tarilgan plyonka evaporatatoridagi modifikatsiyadir. Buning iloji bor, chunki u vakuum sharoitida ishlaydi, bu ham suyuqlikda kiruvchi hosil bo'lishdan saqlaydi. Ushbu dizayn suyultirilgan eritmani kerakli konsentratsiyaga bug'lanish yo'li bilan qayta konsentratsiya qilish uchun yaratilgan, shu bilan birga bug'langan suv bir vaqtning o'zida quyilib, qayta aylanish yoki boshqa maqsadlar uchun tiklanadi. Mahsulotni maqbul sharoitda olish uchun har xil quvvat, kontsentratsiyani boshqarish, kondensator dizayni turlari bilan ishlaydigan Rising Thin Film vakuumli evaporatator modellari juda ko'p.[7] Bunga qo'shimcha ravishda, ushbu dizayn ixcham bo'lib, eritma konsentratsiyasini oson saqlab turishga imkon beradi va yuqori darajada korroziyali va efervesan suyuqliklarga taalluqlidir.

Yarim Kestner

Semi Kestner, shuningdek Yarim Rising Film Evaporator deb nomlanuvchi, shakar sanoatida keng qo'llaniladi. Ushbu uskuna sharbatni oldini olish uchun Polly-baffle tutuvchisini ta'minlaydi va sharbat spirali va sharbatlarni yuvish orqali sharbatlarni taqsimlash yanada samarali bo'ladi. Ushbu dizayn yuqori brikli siropga ega va bug 'miqdori past bo'lganligi sababli yuqori bug' bosimi ta'minlanadi.[8] Ichkilikni saqlashning qisqa muddati va yaxshi issiqlik uzatishni konstruktiv xususiyatlari bilan sharbat isitish sathidan faqat bir marta o'tib, hech qanday chiqindisiz orqaga qaytadi.[9]

Ko'rib chiqilayotgan dizaynlar uchun ko'rsatmalar

Tegishli harorat farqini aniqlash

Issiqlik muhiti va qaynab turgan suyuqlik o'rtasidagi o'rtacha o'rtacha harorat farqi bo'lgan harorat farqi, suyuqlik plyonkasini yuqoriga qarab oqishini ta'minlash uchun naycha tomonidagi bug 'bug'ining ko'tarilish kuchini hosil qilish uchun etarlicha yuqori bo'lishi kerak. Umuman olganda, harorat farqi qanchalik katta bo'lsa, bug'ning harakatlantiruvchi kuchi shunchalik yaxshi bo'ladi. Bundan tashqari, yuqori harorat farqi quvur va suyuqlik ichidagi bug 'oqimini oshiradi. Ushbu oqim tezligining oshishi yuqori turbulentlikni keltirib chiqaradi, bu esa issiqlik uzatish koeffitsientining oshishiga olib keladi. Shu bilan birga, haroratning umumiy farqi ikkita komponentning qaynash nuqtalari oralig'ida bo'lishi kerak, chunki bu mahsulotlar sifati va tozaligiga ta'sir qilishi mumkin.[10]

O'lcham

Ko'tarilayotgan plyonka bug'lanish moslamasining hajmini aniqlash, odatda, nozik vazifa hisoblanadi, chunki bu jarayon talablari va tegishli materiallarning xulq-atvorini yaxshi tushunishni o'z ichiga oladi.[10] Iqtisodiy samaradorlik nuqtai nazaridan, odatda, uzoq va ingichka naychalar nisbatan arzonroq deb qabul qilinadi, chunki qobiq va quvur issiqlik almashinuvchilari uchun qalinroq qobiq o'lchamlari odatda qimmatroq. Shunga qaramay, qurilish narxini talabga binoan tortish paytida, kerakli mahsulotlarni ishlab chiqarishda talab qilinadigan dasturga qarab o'lcham har doim sozlanishi va moslashtirilishi mumkin. Odatda uzunligi 4 dan 8 m gacha va diametri 25 mm dan 50 mm gacha.[11]

Issiqlik iqtisodiyoti

Issiqlik tejamkorligi - ko'tarilayotgan naycha bug'lanish moslamasini loyihalashda muhim narsa. Buni optimallashtirish uchun dizayndagi issiqlik iqtisodiyotiga katta ta'sir ko'rsatadigan parametrlarni hisobga olish kerak. Asosiy omillardan biri bu umumiy issiqlik uzatish maydonidir. Issiqlik tejamkorligini maksimal darajaga ko'tarish uchun issiqlik uzatish maydonini maksimal darajada oshirish odatda qabul qilinadi, chunki katta maydon issiqlik uzatish tezligini oshiradi. Shunga qaramay, issiqlik uzatish maydonini ko'paytirish evaporatatorning turli o'lchamlarini ko'paytirish bilan bog'liq asoratlarni o'z ichiga olishi mumkin, natijada kosmik va dizayndagi cheklovlar kabi boshqa cheklovlarga duchor bo'lishdan tashqari, qurilish qiymati oshadi.[12]

Adabiyotlar

  1. ^ a b Artal, J. va Serra, L. va Uche, J. (2002). "Issiqlik bilan tuzsizlantirish birliklari uchun issiqlik uzatish koeffitsienti korrelyatsiyasini taqqoslash". Saragoza universiteti, Ispaniya, Saragoza, elektr stantsiyalari samaradorligini tadqiq qilish markazi.
  2. ^ Libao, G. (2011). "Plitalarga ko'tarilgan plyonka evaporatatorida bug'lanishning issiqlik uzatilishini xarakterli eksperimental o'rganish". Shanxay universiteti, Xitoy. [1] Oxirgi marta 2013 yil 15-oktyabrda
  3. ^ a b v d R.K. Sinnott, (2005). "Kimyoviy muhandislik dizayni", Elsevier Butterworth-Heinemann.
  4. ^ Frioni, L.S.M. (2004). "Tovoqqa ko'tarilish / tushish plyonkali bug'lanish moslamasi yordamida saxaroza eritmasining bug'lanishi bo'yicha eksperimental natijalar". San-Paulu Universidadasi, Braziliya.
  5. ^ Tang, G.L. (2009). "Tog'-plyonka evaporatatorida ikki fazali oqim". Shanxay to'qimachilik texnologiyalari kolleji, Xitoy.
  6. ^ Artisan Industries, (2013). Uoltam MA, AQSh. "Arxivlangan nusxa". Arxivlandi asl nusxasi 2013-11-29 kunlari. Olingan 2013-10-15.CS1 maint: nom sifatida arxivlangan nusxa (havola) So'nggi marta 15 oktyabr 2103 yilda kirilgan
  7. ^ Sanshin MFG. Co., Ltd., (2009). Yaponiya. [2] Oxirgi marta 2013 yil 15-oktyabrda
  8. ^ Sucrotech Equipment, Hindiston. [3] Oxirgi marta 2013 yil 15-oktyabrda
  9. ^ Kunming Light Industry Machinery Co., Ltd., Xitoy. [4] Oxirgi marta 2013 yil 15-oktyabrda
  10. ^ a b Saravakos, JCM & Wooster, GD (1970). "Suyuq oziq-ovqat mahsulotlarining uchuvchi masshtabli tushadigan plyonka bug'lanish moslamasida konsentratsiyasi", Nyu-York shtatidagi qishloq xo'jaligi tajriba stantsiyasi, Kornel universiteti, AQSh. [5] Oxirgi marta 2013 yil 15-oktyabr
  11. ^ Gavhane, K.A. (2008). "Issiqlik uzatuvchi SI birliklari", 8-nashr, Nirali Prakashan.
  12. ^ Valas, M.S. ” Kimyoviy texnologik uskunalar ", Tanlash va loyihalash, Kimyoviy muhandislik bo'yicha Butterworth Heinmann seriyasi.