Динамические свойства выпарного аппарата (часть 1)

В процессе выпаривания свойства раствора, как показали исследования, значительно изменяются, происходят различные возмущения в переходных процессах. Знание этих свойств необходимо для правильного выбора схемы регулирования, регуляторов и правильной настройки их.
В процессе выпаривания возникают следующие возмущения:
а) возмущения, возникающие внутри аппарата, «загрязнения» греющей поверхности выпадающими из раствора белково-липоидными комплексами, которые подсыхают и уплотняются; изменение уровня раствора, его концентрации, плотности и др.;
б) возмущения со стороны теплоносителя (изменение расхода и параметров воды и греющего пара) и со стороны раствора (изменение концентрации и температуры раствора, поступающего на выпарку, изменение расхода поступающего и отбираемого раствора), а также изменение вакуума в аппарате из-за неплотностей или плохой работы вакуум-насосов или из-за необходимости повышения давления для гашения пены.
Любое из указанных возмущений приводит к изменению количества выпариваемой воды, и, следовательно, их можно условно заменить эквивалентным возмущением по пару или вакууму, приводящим к такому же переходному процессу. Такая замена облегчает задачу исследования, так как для изучения динамических свойств выпарного аппарата необходимо знать переходные процессы только при внешних возмущениях.
Как показывают опытные и аналитические исследования, динамические свойства выпарного аппарата с достаточной степенью приближения можно описать линейными дифференциальными уравнениями. При этом надо принять следующие допущения:
— пренебречь потерями тепла в окружающую среду и уносом раствора со вторичным паром, тепловой емкостью металла греющих труб, изменением теплоты парообразования;
— принять линейную зависимость температуры кипения раствора от концентрации при неизменном давлении и температуры водяного пара от давления;
— считать постоянным уровень и объем раствора в аппарате, а также объем, занимаемый твердой фазой в растворе.