Однокорпусное (однократное) выпаривание.

Процесс выпаривания непрерывный.

Материальный баланс по общему количеству продуктов:

(4.71)

Здесь расходы исходного и упаренного растворов,; выход вторичного пара, .

Материальный баланс по нелетучему продукту:

(4.72)

где концентрация растворенного продукта в исходном и упаренном растворе, 1кг на 1кг продукта.

Искомые величины:

(4.73)

(4.74)

По двум исходным уравнениям три величины найти невозможно, поэтому одной из величин, например, задаемся.

Тепловой баланс.

(4.75)

Здесь расход греющего пара, ; энтальпия, ; потери теплоты в окружающую среду, ; теплота концентрирования, равная теплоте растворения, но с обратным знаком.

Индексы н – начальное, к – конечное, ВП – вторичный пар, п – потери, ГК – конденсат греющего пара.

Запишем частный случай, рассматривая исходный раствор как смесь упаренного раствора и испаряемой влаги при постоянной температуре кипения:

(4.76)

где – удельная теплоемкость воды при температуре .

Тогда получим:

(4.77)

количество теплоты, выделяющееся в выпарном аппарате при конденсации .

нагревание исходного сырья от до .

теплота на испарение растворителя при

При небольшой степени концентрирования и хорошей изоляции выражение мало и ей можно пренебречь.

Если предположить, что , то есть раствор поступает в аппарат при температуре кипения, то

(4.78)

отсюда

(4.79)

теплота парообразования;

теплота конденсации греющего пара.

Если в качестве греющего пара используют насыщенный водяной пар, а упаривают водный раствор, то . Это означает, что на испарение 1кг растворителя затрачивается 1кг греющего пара. Реально, то есть пара необходимо больше на .

Основная расчетная формула:

(4.80)

Искомая величина , коэффициент теплопередачи определяется по известным формулам. Возникает проблема расчета полезной разности температур .