* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки

285 ВАКУУМ- АППАРАТ 286 В А К У У М - А П П А Р А Т , закрытый сосуд, служащий д л я выпарки растворов и сохра­ няющий при помощи особых приспособлений давление ниже атмосферного. Обогревание вакуум-аппарата производится паром, горя­ чей ж и д к о с т ь ю , о т к р ы т ы м о г н е м , а в п о с л е д ­ нее в р е м я — э л е к т р и ч е с т в о м . П е р в ы й В . - а . был и з о б р е т е н а н г л и й с к и м х и м и к о м Г о в а р ­ дом в 1812 г. д л я в ы п а р к и с а х а р н ы х р а с ­ творов в с а х а р н о м п р о и з в о д с т в е . Принцип действия В.-а. основан на том, что с п о н и ж е н и е м д а в л е н и я t° , яшдкости пониясается. Это дает в о з м о ж н о с т ь ш и ­ роко п р и м е н я т ь В . - а . в х и м и ч е с к о й п р о м ы ­ шленности, где часто п р и х о д и т с я в ы п а р и в а т ь ж и д к о с т и , к-рые п р и с в о й с т в е н н о й и м t° n. разлагаются или теряют нек-рые и з своих физич. свойств. К числу т а к и х жидкостей принадлежат, н а п р и м е р , многие органическ. растворы. Некоторые жидкости к и п я т п р и с л и ш к о м в ы с о к о й t°, и д л я в ы п а р к и и х п р и паровом обогреве п р и ш л о с ь бы п р и б е г а т ь к повышенным д а в л е н и я м г р е ю щ е г о п а р а , ч т о п о в л е к л о бы з а собой н е о б х о д и м о с т ь более д о р о г и х к о т л о в и более с о л и д н ы х к о н с т р у к ­ ций всех вспомогательных устройств. Д л я получения р а з р е ж е н и я в аппарате пользу­ ются к о н д е н с а т о р о м и в о з д у ш н ы м н а с о с о м ; в конденсаторе при помощи о х л а ж д а ю щ е й смеси с ж и ж а ю т п а р , а насосом у д а л я ю т в о з ­ д у х , п о п а д а ю щ и й в а п п а р а т вместе с ж и д к о ­ стью и ч е р е з р а з л и ч . н е п л о т н ы е с о е д и н е н и я . Материалом д л я постройки В.-а. в зави­ симости от его н а з н а ч е н и я могут с л у ж и т ь железо, чугун, к р а с н а я и ж е л т а я медь, сви­ нец, с т е к л о , ф а р ф о р и п р . В . - а . доля^ен иметь ф о р м у , к - р а я о к а з ы в а л а бы н а и б о л ь ­ шее с о п р о т и в л е н и е в н е ш н е м у д а в л е н и ю а т ­ мосферного в о з д у х а ; о б ы ч н о е м у п р и д а ю т вид я й ц а , ц и л и н д р а , к о н у с а . Одной и з г л а в ­ ных частей п а р о в ы х В . - а . я в л я е т с я о б о г р е ­ вательная камера, которая делается в виде двойного д н а , з м е е в и к а и л и п у ч к а г о р и з о н ­ тальных или вертикальных труб. В послед­ ние годы с т а л и с т р о и т ь В . - а . с к а м е р а м и системы Г е р ц е н д о р ф а , с о с т о я щ и м и и з п л о ­ с к и х п у с т о т е л ы х к о л е ц , в с т а в л е н н ы х одно в д р у г о е ; в ы с о т а к о л е ц имеет от 1 д о 1,7 JH при р а с с т о я н и и м е ж д у к о л ь ц а м и в 80 мм. Первый В.-а., построенный Говардом, имел обогревательную к а м е р у в виде двойного дна, между стенками к-рого ц и р к у л и р о в а л п а р . Эта к о н с т р у к ц и я , с о х р а н и в ш а я с я и д о сих п о р , п р и м е н я е т с я г л . о б р . в а п п а р а т а х н е б о л ь ш о й е м к о с т и ; н е у д о б с т в о ее в т о м , что о н а д о п у с к а е т местные п е р е г р е в ы в ы ­ париваемой жидкости и неравномерно на­ гревает ее в р а з л и ч н ы х с л о я х . Д л я у с т р а ­ н е н и я этого д е ф е к т а т а к и е а п п а р а т ы с т а л и снабжать мешалками, создающими побуди­ тельную циркуляцию. Паровые змеевики удобны т е м , что р а в н о м е р н о н а г р е в а ю т ж и д ­ кость и д а ю т в о з м о ж н о с т ь р е г у л и р о в а т ь тем­ п е р а т у р у в н у т р и а п п а р а т а ; д л я этого з м е е в и к разбивают на несколько отдельных частей с самостоятельным впуском п а р а и удалени­ ем к о н д е н с а т а . В з м е е в и к а х следует с т р е ­ м и т ь с я к т о м у , чтобы д л и н а к а ж д о г о и з н и х не п р е в ы ш а л а 150—200 д и а м е т р о в . К ч и с л у достоинств з м е е в и к о в следует отнести также и хорошую циркуляцию жидкости внутри аппарата. Камера и з прямых тру­ Kun KU бок создает х о р о ш у ю ц и р к у л я ц и ю ж и д к о ­ сти и п о з в о л я е т в е с т и в ы п а р к у в т о н к о м слое. Материалом д л я обогревательных эле­ ментов с л у ж а т м е т а л л ы с н а и б о л ь ш е й т е п л о ­ п р о в о д н о с т ь ю , если н е т к а к и х - л и б о о с о б ы х условий, препятствующих этому,-—напри­ мер разъедающего действия выпариваемых жидкостей на металлы. Расход тепла на выпаривание жидкости определяется по формуле Q = Sc(t-t )+ W{l-ct), где Q — к о л и ч е с т в о т е п л а в Cal, S—• к о л и ч е ­ ство р а с т в о р а , п о с т у п а ю щ е г о в В . - а . , в кг, с — удельная теплоемкость раствора, W— к о л и ч е с т в о в ы п а р и в а е м о й ж и д к о с т и вкг, Я — полная теплота пара испаряемой жидкости t — темп-pa кипения и ? —температура по­ с т у п а ю щ е г о в В.-а. р а с т в о р а . Д л я п о л у ч е н и я истинного значения расхода тепла следует определить потерю тепла аппаратом в окру­ ж а ю щ у ю с р е д у и п р и б а в и т ь ее к п о л у ч е н ­ н о м у з н а ч е н и ю Q. Н е о б х о д и м а я п о в е р х н о с т ь н а г р е в а (в J H ) о п р е д е л я е т с я п о ф о р м у л е : Q 0 2 H= -Jl-, Кущ где О — р а с х о д т е п л а в Cal, т К— коэфф-т т е п л о п е р е д а ч и , & — - с р е д н я я р а з ­ ность темп-р. Коэффициент теплопередачи К о п р е д е л я е т с я в з а в и с и м о с т и от к о н с т р у к ­ ц и и о б о г р е в а т е л ь н о й к а м е р ы , м а т е р и а л а ее и условий работы. П о Г а у с б р а н д у , он соста­ в л я е т д л я д в о й н о г о д н а 1 400—1 800 Cal в час, если жидкость находится в спокойном с о с т о я н и и , и д о 3 500 Cal в ч а с — п р и п е ­ ремешивании. Д л я змеевика и з красной мет _ 1900 „ , д и К = -у— C a l / ч а с , где а — д и а м е т р зме­ е в и к а в м, I — д л и н а з м е е в и к а в м. К о э ф ­ фициент теплопередачи д л я змеевиков и з другого м а т е р и а л а определяется по этой ж е ф о р м у л е , но в в о д и т с я о п ы т н ы й п о п р а в о ч н ы й к о э ф ф . , к - р ы й с о с т а в л я е т д л я ж е л е з а 0,75, ч у г у н а — 0,60, с в и н ц о в ы х т р у б — 0,50. Д л я т р у б ч а т . к а м е р ы , если п а п о б о г р е в а е т т р у б ы , К = 750 #&0,007 + v , где v — с к о р о с т ь д в и ж е н и я ж и д к о с т и в т р у ­ б а х . Е с л и п а р ц и р к у л и р у е т в н у т р и т р у б со скоростью v, то К = 750 • foMlTv • Все э т и к о э ф ф - т ы о т н о с я т с я к м е д и ; д л я я : е л е з н ы х т р у б они у м е н ь ш а ю т с я н а 15—20%. С р е д н я я р а з н о с т ь t° о п р е д е л я е т с я п о ф - л е : t "Ли — — ъ — , 1щ где 9 — м а к с и м а л ь н а я р а з н о с т ь t°,& - м и н и м а л ь н а я р а з н о с т ь t°. Р а с х о д п а р а определяется по ф о р м у л е : Q 1) - х--. где Q — р а с х о д т е п л а в C a l , п о т р е б н о г о н а в ы п а р к у , Я—-теплосодержание греющего па­ ра, г — температура конденсата. Н а фиг. 1 пред­ ставлена установка вакуум-аппарата с обогревом открытым огнем. Т а к о г о рода конструкции употре­ бляются на мелких Фиг. 1. а e