Изучение производительности выпарного аппарата

Аннотация

Яковлева М. Л., Панченко Т. А., Антипина С. Г. Изучение производительности выпарного аппарата. Рассмотрен процесс выпаривания и получены данные, отражающие зависимость между количеством раствора в %, уносимого из выпарного аппарата, и его производительностью.

Общая постановка проблемы

Вакуум-выпарной аппарат может входить в состав различных линий по производству фармацевтической продукции, а также для уваривания масс в различных отраслях промышленности. Выпарные аппараты предназначены для повышения концентрации вещества, находящегося в растворе, или частичного выделения его в твердом виде из пересыщенного раствора выпариванием растворителя. Выпаривание-концентрирование растворов при кипении происходит за счет превращения в пар части растворителя. Образующийся при этом вторичный пар может быть использован как горячий теплоноситель в других аппаратах. Наибольшее распространение получили выпарные аппараты с паровым обогревом, имеющие поверхность теплообмена, выполненную из труб. Выпарные аппараты такого типа состоят из двух основных частей: кипятильник (греющая камера), в котором расположена поверхность теплообмена и происходит выпаривание раствора и сепаратор – пространство, в котором вторичный пар отделяется от раствора. На рис. 1 представлено устройсто выпарного аппарата.

Решение поставленной задачи

Производительность выпарных аппаратов зависит от трех факторов: 1) величины поверхности нагрева; 2) разности температур между греющим паром и кипящей жидкостью; 3) общего коэффициента теплопередачи. В ходе эксперимента были получены данные, отражающие зависимость между количеством раствора в %, уносимого из выпарного аппарата (признак X), и его производительностью в кг/час на 1 м3 парового пространства испарителя (признак Y):

Анализ диаграммы рассеяния позволяет предположить, что величины X и Y связаны квадратичной зависимостью:

Проводя все необходимые вычисления, приходим к уравнению параболической регрессии: y=0,00000144x2–0,000298x+0,0742. Построение на одном чертеже диаграммы опытных данных и полученной линии квадратичной зависимости дает представление о том, что найденная функция достаточно хорошо воспроизводит результаты эксперимента.

Список использованной литературы

1. Антипина С. Г. Основы хемометрики. Часть 1. Прикладная статистика для химиков-технологов: учебное пособие / Антипина С. Г., Каблов В. Ф.; ВПИ (филиал) ВолГТУ. – Волгоград: ИУНЛ ВолГТУ, 2013. – 140 с.
2. Выпарные аппараты [Электронный ресурс]. – Режим доступа: Фармоборуд.рф