Уравнение теплового баланса процесса выпаривания

, (2.5)

где и – энтальпии греющего пара и конденсата греющего пара, Дж/кг;

– энтальпия вторичного пара, Дж/кг;

– начальная температура исходного раствора, ⁰С;

– температура кипения раствора в среднем слое, ⁰С;

– удельная теплоемкость исходного раствора, Дж/(кг^.К);

– удельная теплоемкость упаренного раствора, Дж/(кг^.К);

– потери теплоты в окружающую среду, Вт.

Из теплового баланса (2.5) можно определить расход греющего пара D и расход теплоты на проведение процесса

. (2.6)

Но неизвестна температура кипения раствора в среднем слое . Запишем уравнение теплового баланса смешения упаренного раствора и испаренной воды при температуре кипения , сделав допущение о постоянстве в интервале температур от до и равенстве нулю теплоты смешения, в виде:

. (2.7)

Подставим уравнение (2.7) в (2.5), получим выражение:

,

. (2.8)

Из уравнения (2.8) может быть определено необходимое количество греющего пара D, кг/с.

. (2.9)

Величиной можно пренебречь, т.е. принять , если учесть высокое качество тепловой изоляции и значительное количество теплоты, выделяющейся при конденсации греющего пара. Если раствор поступает на выпаривание при температуре кипения в аппарате, т.е. , то уравнение (2.9) принимает вид:

. (2.10)

Выразим из уравнения (2.8) количество выпарной воды (приняв ).

. (2.11)

Обозначим:

, ,

где - коэффициент испарения;

- коэффициент самоиспарения.

Тогда уравнение (2.11) принимает вид:

. (2.12)