и следовательно на основании (3) и (4а) можно записать:

(4б).

4. Определение на основании теплового баланса по греющему пару:

=Gгр *rгр (5а);

= (5б).

5. Определение на основании теплового баланса по технологическому потоку:

(6а);

(6б).

Выводы из математического описания физики процесса:

· Общая тепловая нагрузка, отдаваемая греющим паром зависит следующих его параметров:

(7).

· Общая тепловая нагрузка, получаемая технологическим потоком, определяет следующие его параметры:

и (8);

(9).

Математическое описание на основе

теплового и материальных балансов процесса.

Тепловой баланс испарителя.

Уравнение динамики:

В развернутом виде при условии и :

(10а).

· т.е. тепло выделяется за счет охлаждения Gгр от исходной температуры qгр до температуры насыщенного пара , конденсации пара и последующего охлаждения конденсата до qк .

· тепло расходуется на нагревание Gж до температуры , испарение жидкости и отводится с образующейся паровой фазой.

В свернутом наиболее общем виде выражение (10а) преобразуется к виду:

(10б).

Уравнение статики при :

(10в)

Выводы по тепловому балансу процесса:

· В целом температура в испарителе на основании выражений (8) и (9) зависит от следующих параметров процесса:

(10г).

· Так как температура в испарителе у поверхности раздела фаз, т.е. в зоне испарения должна быть равна температуре кипения, то можно полагать:

q = qж = qп = qкип ,

а температура кипения зависит от давления паровой фазы в испарителе, т.е. при Рп ­®qкип ­ (при этом rж ¯).

· Поэтому температура не может использоваться как показатель эффективности процесса испарения.

· Однако, на основании (6а, 6б) температура важна для обеспечения расчетной общей тепловой нагрузки Q в испарителе, т.е. теплового баланса в аппарате.

· Из выражения (10г) следует, что основными параметрами, характеризующими данный процесс, являются:

- уровень hж и давление Рп технологического потока в испарителе;

- уровень hк и давление Ргр потока греющего пара в кипятильнике;

Материальный баланс по жидкой фазе в испарителе

(для технологического потока)

· Уравнение динамики:

, (11),

· Уравнение статики при :

(12).

· На основании (11) и (12) можно считать:

. (13),