Уколико се течности доводи топлота, једног момента долази до њеног наглог испаравања из читаве масе и стварање паре над течношћу. Тада је напон паре течности која испарава виши од притиска атмосфере у којој се она налази, а количина течности се све више смањује. Та операција се назива укувавање.
Циљ укувавања је добијање довољно концентрисаног материјала, што се назива укувани остатак. Пара која настаје при укувавању је споредни производ и назива се секундарна пара. Укувавањем се обично жели добити концентрованији раствор:
|
укувачи
Отворени укувач
Уређај овог типа веома је једноставне конструкције: суд (казан), који са спољашње стране има грејни омотач, опремљен потребним инструментима (термометри, манометри). Раствор који треба укувати сипа се у суд и загрева воденом паром (примарна пара), која се уводи у грејни омотач.
Топлота коју носи примарна пара се кроз грејну површину преноси раствору који се загрева до кључања, при чему се настала секударна пара испушта у атмосферу. Засићана водена пара кондензује се и у виду кондензата и одводи из омотача. |
Укувач са кратким вертикалним цевима
Уређај чини вертикални цилиндар у чији средишњи део су уграђене две кружне перфориране плоче, са снопом цеви.
У међуцевни простор уводи се грејна пара (примарна пара) под притиском са стране, затим се кондензује, и као кондензат одводи са дна међуцевног простора. Раствор који треба укувати, уводи се у цилиндар изнад горње перфориране плоче, и она испуњава доњи део цилиндра и цеви. Површина цеви у овом делу уређаја, представља површину за топлотну размену јер је с једне стране у контакту са примарном паром, а са друге - са раствором који се укувава. Раствор који испуњава цеви се загрева. Кад раствор прокључа, настали мехури паре се пробијају навише убрзавајући струјање раствора у цевима, што повећава коефицијент прелаза топлоте са зида цеви на течност. Настала секундарна пара, са кључалом течности, пење се уз зидове цеви, излази из цеви и креће се ка горњем делу цилиндра. Укувани раствор се слива кроз централну ширу цев ка дну уређаја и поново улази у уске цеви. Тиме се постиже кружна вертикална циркулација укуване течности Секундарна пара доспела у горњи део цилиндра, одводи се из уређаја. |
Укувач са дугим вертикалним цевима
Највећи део уређаја чини дугачки цевни систем који омогућава да се на великој површини преноси топлота са грејне паре на раствор који се укувава. Раствор који треба укувати уводи се са дна уређаја и пролази кроз цеви. У цевима, течност се загрева до кључања, услед тога раствор и настала секундарна пара крећу се навише.
Да течност не би била однета са паром, у горњем делу укувача постављен је одвајач капи (одбојник) који капи течности враћа у раствор. Настала секундарна пара изводи се у сабирник паре, а течност се континуално одводи из уређаја. За укуваче овог типа карактеристично је да раствор кроз њих пролази само једном. Због тога напајање мора бити веома прецизно регулисано, јер уколико то не буде постигнуто добиће се раствор или недовољно или претерано концентрисан. |
вишестепено укувавање
Када се ради о великим количинама раствора које треба укувавати, захтеве у капацитету немогуће је решити само једним укувачем. Зато се више уређаја за укувавање повезује у батерију. Тако се запремина целокупног уређаја, као и величина површине за топлотну размену, знатно повећава.
Батерије су низови уређаја повезани тако да се оствари тражени капацитет, као и континуитет рада. С обзиром да су у питању укувачи, дакле размењивачи топлоте, важе сви наведени закони о преношењу топлоте.
При одвијању операције укувавања, секундарна пара ослобођена из раствора носи велику количину топлоте (латентна топлота испаравања) коју би могла ослободити при поновном кондензовању. Она се не би могла употребити за загревање раствора јер је исте температуре као и раствор. Међутим, ако се та пара уведе у други укувач као грејна пара, при чему се раствор у другом укувачу налази на нижем притиску у односу на укувач у коме је настала, онда ће раствор кључати при нижој температури, а између уведене паре и раствора ће се остварити довољна температурна разлика за ефикасан пренос топлоте. На сличан начин се може додати и трећи укувач који ради под још нижим притиском, а загрева се терцијарном паром из другог укувача. Тиме се остварује тзв. батерија укувача
Батерије су низови уређаја повезани тако да се оствари тражени капацитет, као и континуитет рада. С обзиром да су у питању укувачи, дакле размењивачи топлоте, важе сви наведени закони о преношењу топлоте.
При одвијању операције укувавања, секундарна пара ослобођена из раствора носи велику количину топлоте (латентна топлота испаравања) коју би могла ослободити при поновном кондензовању. Она се не би могла употребити за загревање раствора јер је исте температуре као и раствор. Међутим, ако се та пара уведе у други укувач као грејна пара, при чему се раствор у другом укувачу налази на нижем притиску у односу на укувач у коме је настала, онда ће раствор кључати при нижој температури, а између уведене паре и раствора ће се остварити довољна температурна разлика за ефикасан пренос топлоте. На сличан начин се може додати и трећи укувач који ради под још нижим притиском, а загрева се терцијарном паром из другог укувача. Тиме се остварује тзв. батерија укувача