第五章蒸发(2节)要点课件.ppt

1、上一内容下一内容回主目录O返回2022-5-311 1、水分蒸发量、水分蒸发量 ( (又称二次蒸汽量又称二次蒸汽量) ) ： Wkg/s、kg/h 由物料衡算完成计算由物料衡算完成计算2、加热蒸汽消耗量：加热蒸汽消耗量： Dkg/s、kg/h ;溶液沸点溶液沸点t和焓的计算等和焓的计算等 由热量衡算完成计算由热量衡算完成计算3 3、蒸发器的传热面积：、蒸发器的传热面积： SmSm2 2 由传热速率方程完成计算由传热速率方程完成计算进料量进料量Fkg/hFkg/h ；进料液温度；进料液温度t t0 0与浓度与浓度( (质量分数质量分数) )x x0 0; ;完成液浓度完成液浓度x x1 1；加热

2、蒸汽；加热蒸汽T T压力压力P PS S及冷凝器的压力及冷凝器的压力P PK K上一内容下一内容回主目录O返回2022-5-31画出物料流程图（确定衡算范围）；画出物料流程图（确定衡算范围）；根据物料进、出口流量，列衡算式根据物料进、出口流量，列衡算式; ;F,x0WL=F-W,x1原料液：原料液：Fkg/h，浓度浓度x x0 0( (温度温度t t0 0，焓焓h h0 0）完成液完成液：Lkg/h,L=F-W,水分蒸发量水分蒸发量( (二次蒸汽产生量二次蒸汽产生量) )：W kg/h物料衡算式：物料衡算式：F=W+Lkg/h, Fx0=Lx1+W0kg/h完成液的浓度；WFFxxhkgxxF

3、W0110/1上一内容下一内容回主目录O返回2022-5-31 加热蒸汽一般用饱和蒸汽，它所提的供热量用于将加热蒸汽一般用饱和蒸汽，它所提的供热量用于将溶溶液加热液加热到沸点到沸点t t使使溶剂汽化溶剂汽化及及热损失热损失。进入蒸发器的热量进入蒸发器的热量= =排除蒸发器的热量排除蒸发器的热量F,x0，t0，h0W，H T L=F-W；t1,h1D，T，HD，T，hwQL热量衡算即焓衡算式热量衡算即焓衡算式：DH+Fh0=(F-W)h1+WH +Dhw+QL加热蒸汽消耗量加热蒸汽消耗量D：/)()(011hkghHQhhFhHWDWLH-hw=r ( (加热蒸汽的相变潜热加热蒸汽的相变潜热)

4、)H -h1=r ( (二次蒸汽的相变潜热二次蒸汽的相变潜热) )上一内容下一内容回主目录O返回2022-5-311、 关于加热蒸汽的相变热：关于加热蒸汽的相变热： r=H-hw;冷凝水在饱和温度下排除，冷凝水在饱和温度下排除，加热蒸汽的焓加热蒸汽的焓H H：查对应查对应T(PT(PS S) )下的文献值；或下的文献值；或r r值直接查对应值直接查对应T(PT(PS S) )下的汽化潜热值。下的汽化潜热值。其中其中冷凝水的焓也可计算：冷凝水的焓也可计算：h hw w= =c cpwpwT T ( (或查文献或查文献) ) 2、关于二次蒸汽的相变热、关于二次蒸汽的相变热r : r =H -h1;

5、 二次蒸汽的焓及相变潜热值，取决于蒸发器内的操作压二次蒸汽的焓及相变潜热值，取决于蒸发器内的操作压强强p p和溶液和溶液( (完成液完成液) )的沸点的沸点( (t)t)。二次蒸汽的温度二次蒸汽的温度T T 值：值：查对应操作压强查对应操作压强p p下的饱和温度值；则下的饱和温度值；则二次蒸汽的焓二次蒸汽的焓H 查对应的焓值，及查对应的相变潜热值查对应的焓值，及查对应的相变潜热值r r 。上一内容下一内容回主目录O返回2022-5-31比热比热：溶液比热溶液比热c cp p=c=cpwpw(1-x(1-x1 1)+c)+cpBpBx x1 1kJ/kgkJ/kg 一般忽略原料液与完成液比热的区

6、别；一般忽略原料液与完成液比热的区别；当当x20%xTtTT , ,则则r rr ,一般一般rr；即即消耗掉消耗掉1 1kgkg加热蒸汽，蒸加热蒸汽，蒸发不出来发不出来1 1kgkg的二次蒸汽的二次蒸汽; ;对于单效蒸发操作一般可取对于单效蒸发操作一般可取e=1.1或更大些。或更大些。E E值是衡量蒸发器的经济程度指标。值是衡量蒸发器的经济程度指标。单位蒸汽消耗量单位蒸汽消耗量上一内容下一内容回主目录O返回2022-5-31 若若加热蒸汽量加热蒸汽量D D固定固定，则产生的二次蒸汽量，则产生的二次蒸汽量WW将将少于少于沸点沸点进料的情况进料的情况； 若若产生相同的二次蒸汽量产生相同的二次蒸汽量

7、WW量量，则消耗的加热蒸汽将，则消耗的加热蒸汽将多多于于沸点进料的情况沸点进料的情况( (因一部分的热量将用于溶液升温至沸点因一部分的热量将用于溶液升温至沸点) )。 此时蒸发产生的二次蒸汽量将大于沸点进料时的量，此时蒸发产生的二次蒸汽量将大于沸点进料时的量，此种现象称为蒸发过程的此种现象称为蒸发过程的自蒸发现象自蒸发现象。 因原料中有一部分的溶剂水不需要加热蒸汽便可以被蒸因原料中有一部分的溶剂水不需要加热蒸汽便可以被蒸发掉，发掉， 产生的二次蒸汽量产生的二次蒸汽量WW较多。较多。 由以上分析：进口料液的温度，将直接影响产生二次蒸汽由以上分析：进口料液的温度，将直接影响产生二次蒸汽WW的量。的

8、量。上一内容下一内容回主目录O返回2022-5-31rQrWtctcFDLpp)(001若若cp0cp1;若沸点进料若沸点进料t0=trQrWttFcDLp)(00/hkgrQrWDL上一内容下一内容回主目录O返回2022-5-31 1 1、在连续操作的单效蒸发器中，将、在连续操作的单效蒸发器中，将2000kg/h2000kg/h的某无机盐的某无机盐 水溶液由水溶液由10%10%（质量分率）浓缩至（质量分率）浓缩至30%30%（质量分率）。蒸发（质量分率）。蒸发 器的操作压力为器的操作压力为40kPa40kPa（绝压），相应的溶液沸点为（绝压），相应的溶液沸点为 8080。加热蒸汽的压力为。加

9、热蒸汽的压力为200 200 kPakPa（绝压）。已知原料液（绝压）。已知原料液 的比热容为的比热容为3.77 3.77 ，蒸发器的热损失为，蒸发器的热损失为12000W12000W。设溶液。设溶液 的稀释热可以忽略。试求：的稀释热可以忽略。试求： （1 1）水的蒸发量；）水的蒸发量； （2 2）原料液分别为）原料液分别为3030、8080和和120120时的加热蒸汽耗时的加热蒸汽耗 量，并比较它们的经济性。量，并比较它们的经济性。解：（解：（1 1）水的蒸发量）水的蒸发量W：hkgxxFW/13333 . 01 . 012000110上一内容下一内容回主目录O返回2022-5-31hkgD

10、/15882205100036001200023121333)3080(77. 3200019. 113331588WDehkgD/1417220510003600120001333（2 2）加热蒸汽消耗量）加热蒸汽消耗量查得压力为查得压力为40kPa40kPa和和200kPa200kPa的饱和水蒸气的冷凝潜热分别为的饱和水蒸气的冷凝潜热分别为23122312和和2205kJ/kg2205kJ/kg 由于溶液的稀释热可以忽略由于溶液的稀释热可以忽略 ，所以可采用，所以可采用rQrWttFcDLPl)(0（a a）原料液温度为原料液温度为3030时，蒸汽消耗量为时，蒸汽消耗量为 单位蒸汽消耗量为

11、单位蒸汽消耗量为（b b）原料液温度为原料液温度为8080时，蒸汽消耗量为时，蒸汽消耗量为 06. 113331417WDe上一内容下一内容回主目录O返回2022-5-31（c c）原料液温度为原料液温度为120,120,蒸汽消耗量为蒸汽消耗量为 hkgD/12802205100036001200023121333)12080(77. 32000分析：分析：由以上计算结果可知，原料液的温度越高，蒸发由以上计算结果可知，原料液的温度越高，蒸发1kg1kg水所水所 消耗的加热蒸汽量越小。消耗的加热蒸汽量越小。 96. 013331280WDe上一内容下一内容回主目录O返回2022-5-31 2 2

12、、在一连续操作的单效蒸发器中，将浓度为、在一连续操作的单效蒸发器中，将浓度为20%20%（质量分率）的（质量分率）的NaOHNaOH水溶液浓缩至水溶液浓缩至50%50%（质量分率）。（质量分率）。原料液处理量为原料液处理量为2000kg/h2000kg/h，原料温度为，原料温度为6060，蒸发在，蒸发在减压下操作，蒸发器内操作的真空度为减压下操作，蒸发器内操作的真空度为53kPa53kPa。已知在。已知在此真空度下此真空度下50%50%的的NaOHNaOH溶液的平均沸点为溶液的平均沸点为120120。加热。加热蒸汽的压力为蒸汽的压力为0.4MPa0.4MPa（绝压），冷凝水在饱和温度下（绝压）

13、，冷凝水在饱和温度下排出。设蒸发器的热损失为排出。设蒸发器的热损失为12000W12000W。求（求（1 1）水蒸发量；（）水蒸发量；（2 2）加热蒸汽消耗量。）加热蒸汽消耗量。上一内容下一内容回主目录O返回2022-5-31解：解：（1 1）水份蒸发量）水份蒸发量 （2 2）加热蒸汽消耗量）加热蒸汽消耗量 由于由于NaOHNaOH水溶液的稀释热不能忽略水溶液的稀释热不能忽略 6060、20%20%的的NaOHNaOH溶液的焓溶液的焓 120120、50%50%的的NaOHNaOH溶液的焓溶液的焓 查得查得0.4MPa0.4MPa水蒸气的冷凝热：水蒸气的冷凝热：120120蒸汽的焓蒸汽的焓：分

14、析：分析：本例中，单位蒸汽消耗量大的原因是本例中，单位蒸汽消耗量大的原因是NaOHNaOH溶液的浓缩热较大，一部分加热蒸汽被溶液的浓缩热较大，一部分加热蒸汽被用于浓缩用于浓缩时溶液的吸热。时溶液的吸热。 上一内容下一内容回主目录O返回2022-5-31由传热速率方程由传热速率方程： QKS0tm200mtKQSm其中：其中：加热蒸汽的冷凝水在饱和温度下排除；加热蒸汽的冷凝水在饱和温度下排除；S S0 0蒸发器的传热外表面积，蒸发器的传热外表面积，m m2 2; ;QQ蒸发器的热负荷，也即蒸发器的传热速率，蒸发器的热负荷，也即蒸发器的传热速率， WW; ; ( (由加热蒸汽提供总热量由加热蒸汽提

15、供总热量) ); ;K K0 0基于传热外表面积的总传热系数，基于传热外表面积的总传热系数， W/(mW/(m2 2/)/)t tm m平均温差，平均温差，。1、平均温差：平均温差：tm=T-t；加热室两侧均为相变化；加热室两侧均为相变化； T T加热蒸汽的温度，加热蒸汽的温度，； tt操作条件下溶液的沸点，操作条件下溶液的沸点，。3、基于传热外表面积的总传热系数基于传热外表面积的总传热系数K0:iiisimSddddRddbRK0000001112、 蒸发器的热负荷蒸发器的热负荷:Q=D(H-hw)=Dr上一内容下一内容回主目录O返回2022-5-31 蒸发器加热室的一侧为蒸汽冷凝，另一侧为

16、溶液沸腾，蒸发器加热室的一侧为蒸汽冷凝，另一侧为溶液沸腾，其温度为溶液的沸点。因此，传热的平均温度差为其温度为溶液的沸点。因此，传热的平均温度差为tm=T-tt 取决于：取决于： 冷凝器压力冷凝器压力P Pk k、溶液浓度、蒸发室内操作、溶液浓度、蒸发室内操作压强压强p p及液层深度，因此，及液层深度，因此，t t 值是关键。值是关键。 含有不挥发溶质的溶液，含有不挥发溶质的溶液，由拉乌尔定律知，由拉乌尔定律知，在相同条件下，在相同条件下，其溶液的其溶液的蒸汽压比纯水的低；蒸汽压比纯水的低；或同压强下溶液的沸点高于纯水沸点；或同压强下溶液的沸点高于纯水沸点；溶液与纯水的溶液与纯水的沸点之差称为

17、沸点升高。沸点之差称为沸点升高。举说明例：举说明例：一蒸发操作加热蒸汽的一蒸发操作加热蒸汽的绝压为绝压为300300kPakPa，其饱和蒸汽压查表得其饱和蒸汽压查表得T=133.3T=133.3 ;此时若蒸发室压强为此时若蒸发室压强为101.3101.3kPakPa，纯水的沸点为纯水的沸点为t=1000；现蒸现蒸发发3232的的KOH(KOH(质量质量) )溶液，溶液，沸点为沸点为t=115，比同压强下的纯水沸点高比同压强下的纯水沸点高出出 =115-100=15=115-100=15，即沸点升高值；，即沸点升高值；此差值就是蒸发器中的温度差损失。此差值就是蒸发器中的温度差损失。上一内容下一内

18、容回主目录O返回2022-5-31问题：问题：沸点升高对蒸发有利？不利？沸点升高对蒸发有利？不利？不利！溶液的沸点升高值不利！溶液的沸点升高值即为蒸发过程的温差损失值！即为蒸发过程的温差损失值！因此，计算因此，计算值是计算溶液沸点的一个关键。值是计算溶液沸点的一个关键。举说明例：举说明例：如果蒸发的是如果蒸发的是30%30%的的NaOHNaOH水溶液，在常压下其沸点水溶液，在常压下其沸点t=117117，比同压强下的纯水沸点高出比同压强下的纯水沸点高出 =117-100=17=117-100=17，即沸点升高值；，即沸点升高值；此差值就是此差值就是蒸发器中的温度差损失，用蒸发器中的温度差损失，

19、用 。分析分析：上述蒸发过程的上述蒸发过程的最大传热温差称为理论温差，最大传热温差称为理论温差，即：蒸发不含即：蒸发不含任何溶质的水时的温差任何溶质的水时的温差ttT T=T-=T-t水水=133.3-100=33.3=133.3-100=33.3；而蒸发而蒸发3232的的KOH(KOH(质量质量) )溶液的传热温差为：溶液的传热温差为：tt=T-t=133.3-115=18.3=T-t=133.3-115=18.3同理同理：上述蒸发过程的上述蒸发过程的最大传热温差称为理论温差，最大传热温差称为理论温差，即：即：ttT T=T-=T-t水水=133.3-100=33.3=133.3-100=3

20、3.3；而蒸发而蒸发3030的的NaOHNaOH( (质量质量) )溶液的传溶液的传热温差为：热温差为： t=T-t=133.3-117=16.3=133.3-117=16.3上一内容下一内容回主目录O返回2022-5-31其一，其一，同一种溶液同一种溶液浓度不同时浓度不同时，其沸点升高值不同，即，其沸点升高值不同，即溶液浓溶液浓 度的影响引起的温差损失用度的影响引起的温差损失用表示；表示；其二，其二，蒸发器内液体柱中蒸发器内液体柱中液体的高度不同液体的高度不同，溶液的沸点升高也，溶液的沸点升高也 不同，即不同，即溶液层高度的静压强引起的温差损失，用溶液层高度的静压强引起的温差损失，用 表示；

21、表示；其三，其三，由于流体在管路中流动由于流体在管路中流动产生阻力产生阻力而引起而引起 的的温差损失，用温差损失，用 表示；通常表示；通常 =1=1。 引起温差损失的原因，不仅仅是由于溶液的沸点升高，还引起温差损失的原因，不仅仅是由于溶液的沸点升高，还有其他原因，讨论如下有其他原因，讨论如下。上一内容下一内容回主目录O返回2022-5-31 完成液的完成液的沸点沸点t，受蒸发器内操作压强，受蒸发器内操作压强p p及溶液本身的浓度及溶液本身的浓度x x影响很影响很大，而溶液在各种浓度和压强下的沸点，很多情况下查不到文献值；介大，而溶液在各种浓度和压强下的沸点，很多情况下查不到文献值；介绍两种计算

22、方法：绍两种计算方法：杜林规则法的数学表达式：杜林规则法的数学表达式：杜林规则杜林规则：一定浓度的某种溶液的沸点，与一定浓度的某种溶液的沸点，与相同压强下标准液体的沸点呈线性关系。相同压强下标准液体的沸点呈线性关系。wwAAttttk)(杜林线的截距；mnWAAyyt ktt上一内容下一内容回主目录O返回2022-5-31式中：式中： tA、tA分别表示某溶液分别表示某溶液在两个压强下的沸点值；在两个压强下的沸点值； tw、tw分别表示分别表示水在对水在对应压强下的沸点值应压强下的沸点值( (文献值文献值) )； 以水的沸点作横坐标，以水的沸点作横坐标，溶液溶液沸点为纵坐标沸点为纵坐标作图；两

23、个状作图；两个状 态态点点( (两个两个P P值下的值下的tw，tA) )及及( (两个两个值值P P0 0下的下的tw,tA),两点连两点连 线即线即为为杜林线杜林线，该线为，该线为直线直线。上一内容下一内容回主目录O返回2022-5-31任意操作压强下、溶液的沸点升高可用下面公式计算任意操作压强下、溶液的沸点升高可用下面公式计算afrTf2)273(0162. 0式中：式中：a常压下（常压下（p=101.3kPap=101.3kPa）溶液的沸点升高溶液的沸点升高；f校正系数；校正系数；T蒸发室压强为蒸发室压强为p p对应的饱和水蒸汽温度，也是二次蒸汽的温对应的饱和水蒸汽温度，也是二次蒸汽的

24、温 度度；rp对应的相变热，均为文献值；对应的相变热，均为文献值； 则溶液的沸点：则溶液的沸点： t=T+。上一内容下一内容回主目录O返回2022-5-31 采用标准蒸发器，对采用标准蒸发器，对NaOHNaOH的稀溶液进行浓缩。已知蒸的稀溶液进行浓缩。已知蒸 发室的操作压力为发室的操作压力为50kPa50kPa（绝压），完成液的浓度为（绝压），完成液的浓度为20%20%。 试求操作条件下溶液的沸点升高及沸点。试求操作条件下溶液的沸点升高及沸点。 （1 1）用经验式；）用经验式； （2 2）用杜林规则。）用杜林规则。解：解：（1 1）查得水的有关数据：）查得水的有关数据：压力压力kPakPa 温

25、度温度 汽化热汽化热kJ/kgkJ/kg101.3 101.3 100 100 50 50 81.2 81.2 2304.5 2304.5 查得在查得在101.3kPa101.3kPa时时20%NaOH20%NaOH溶液的沸点为溶液的沸点为108.06108.06，因此常压下该溶液的沸点升高为因此常压下该溶液的沸点升高为上一内容下一内容回主目录O返回2022-5-31压力为压力为50 50 kPakPa下的沸点升高为下的沸点升高为 此时溶液的沸点为此时溶液的沸点为（2 2）用杜林规则法用杜林规则法沸点升高为：沸点升高为：Ct31.8811. 72 .81上一内容下一内容回主目录O返回2022-

26、5-31 总之，由于液体柱高产生了静压强，由此将引起液体内部总之，由于液体柱高产生了静压强，由此将引起液体内部 的压强增的压强增大，进一步将引起溶液的沸点升高，导致总温差下降。大，进一步将引起溶液的沸点升高，导致总温差下降。 溶液内部的静压强按溶液内部的静压强按平均压强平均压强pm及对应的沸点为及对应的沸点为Tmp2gLppm式中：式中： pm蒸发器中液面和底部的平均压强，蒸发器中液面和底部的平均压强，kPakPa； 在该值下由饱和水蒸汽表在该值下由饱和水蒸汽表查得对应查得对应的温度的温度Tpm值值； p p液面处压强，也即二次蒸汽的压强，液面处压强，也即二次蒸汽的压强，kPakPa；在该值下

27、由饱和水蒸汽表在该值下由饱和水蒸汽表查得对应查得对应的温度的温度TP值；值； 溶液的密度，溶液的密度，kg/mkg/m3 3; ; L L液层高度，液层高度，m m；pPTTm 上一内容下一内容回主目录O返回2022-5-31 在中央循环管蒸发器内，蒸发在中央循环管蒸发器内，蒸发2525CaClCaCl2 2水溶液，已测得水溶液，已测得二次蒸汽的绝对压强为二次蒸汽的绝对压强为4040kPakPa。加热管内深度为加热管内深度为2.32.3m m，溶液平均溶液平均密度为密度为12001200kg/mkg/m3 3。试求因溶液静压强引起的温度差损失试求因溶液静压强引起的温度差损失及及溶液溶液沸点沸点

28、。已知操作条件下因溶液蒸汽压下降引起的温度差损。已知操作条件下因溶液蒸汽压下降引起的温度差损失为失为6.256.25。解：解： =Tpm-Tp; Tp、Tpm差对差对p p及及p pm m下的饱和温度值下的饱和温度值kPaPagLppm54.538 .5353723 . 281. 91200104023Tp=T=75;r=2312.2kJ/kgTpm=83由静压强引起的温差损失为：由静压强引起的温差损失为：=Tpm-Tp=83-75=8溶液溶液沸点沸点：t=T+ +=75+6.25+8=89.25上一内容下一内容回主目录O返回2022-5-31已知已知CaClCaCl2 2水溶液在常压下的沸点

29、水溶液在常压下的沸点t ta a=107=107，则则a a=7=7，af8485. 02 .2312)27375(0162. 0)273(0162. 022rTf溶液溶液沸点沸点：t=T+ +=75+5.94+8=88.94=8994. 5af上一内容下一内容回主目录O返回2022-5-31 由于流体在管路中流动由于流体在管路中流动产生流动阻力产生流动阻力而而引起的温度差引起的温度差损失，用损失，用的计算。的计算。 二次蒸汽在管路中流动，产生流动阻力，二次蒸汽在管路中流动，产生流动阻力，使二次蒸汽的压强有所下降，温度相应也降使二次蒸汽的压强有所下降，温度相应也降低，所降低的温度为温度差损失，

30、大约为低，所降低的温度为温度差损失，大约为111.51.5，该温度差损失在多效蒸发中更为明显。，该温度差损失在多效蒸发中更为明显。 一般取一般取=1=1。上一内容下一内容回主目录O返回2022-5-31确定总温差损失确定总温差损失的一般方法的一般方法: 首先确定冷凝器的操作压强首先确定冷凝器的操作压强p pk k，一般小于蒸发器一般小于蒸发器内的操作压强内的操作压强p p，即即p pk k p p；T Tk k TT ；T T : :最后一效二次蒸最后一效二次蒸汽的饱和温度汽的饱和温度( (文献值文献值) )T Tk k：冷凝器中的实际压强（真空的）冷凝器中的实际压强（真空的）p pk k时的

31、饱和温度时的饱和温度( (文献值文献值) )一般认为：一般认为：CTTKP 1总温差损失：总温差损失： 对对单效蒸发单效蒸发，溶液的沸点：，溶液的沸点：t=T+ + 上一内容下一内容回主目录O返回2022-5-31 用一连续操作的单效标准式蒸发器，将用一连续操作的单效标准式蒸发器，将10%10%（质量分（质量分 率）的率）的Na2SO4Na2SO4水溶液浓缩至水溶液浓缩至25%25%（质量分率），进料量为（质量分率），进料量为 2000kg/h2000kg/h，沸点进料。加热介质为，沸点进料。加热介质为0.3MPa0.3MPa（绝压）的饱和（绝压）的饱和 水蒸气，冷凝器的操作压力为水蒸气，冷凝

32、器的操作压力为50kPa50kPa（绝压）。在操作条（绝压）。在操作条 件下，蒸发器的总传热系数件下，蒸发器的总传热系数K=1000W/(m2K=1000W/(m2)，溶液的平，溶液的平 均密度为均密度为1206kg/m31206kg/m3。冷凝水在饱和温度下排出，热损失。冷凝水在饱和温度下排出，热损失 为为12000w12000w，估计蒸发器中液面高度为，估计蒸发器中液面高度为2m2m。 试求（试求（1 1）水的蒸发量）水的蒸发量W； （2 2）加热蒸汽用量）加热蒸汽用量D D； （3 3）蒸发器所需的传热面积）蒸发器所需的传热面积S S。 上一内容下一内容回主目录O返回2022-5-31解

33、：（解：（1 1）水的蒸发量）水的蒸发量W:W:（2 2）加热蒸汽用量）加热蒸汽用量D: D: 已知冷凝器的操作压力为已知冷凝器的操作压力为50kPa50kPa，查得此压力下水蒸气的温度，查得此压力下水蒸气的温度为为T Tk k=81.2 =81.2 取取 =1=1，则蒸发室内二次蒸汽的温度，则蒸发室内二次蒸汽的温度T82.2T82.2，相应的二次蒸汽压力相应的二次蒸汽压力p=52kPap=52kPa及汽化热及汽化热rkJrkJ/kg /kg 其中加热蒸汽的冷凝热为其中加热蒸汽的冷凝热为 饱和温度为饱和温度为 查得常压下（查得常压下（101.3kPa101.3kPa）25% Na2SO425%

34、 Na2SO4水溶液的沸点为水溶液的沸点为102102，故，故 上一内容下一内容回主目录O返回2022-5-3152kPa下的沸点升高为下的沸点升高为 故液面上溶液的沸点为故液面上溶液的沸点为液层平均压力液层平均压力 查附录，在查附录，在63.8 63.8 kPakPa下水蒸汽的温度为下水蒸汽的温度为87.287.2，故，故 由以上计算可知，对于该物系，在真空下操作时，由以上计算可知，对于该物系，在真空下操作时， 在在中占有较大比例。中占有较大比例。 上一内容下一内容回主目录O返回2022-5-31因此，溶液的平均沸点为因此，溶液的平均沸点为 有效温度差为有效温度差为因沸点进料，则因沸点进料，

35、则 （3 3）蒸发器所需的传热面积）蒸发器所需的传热面积S S：239 .1610001 .46360010216812mtkDrtKQSmm上一内容下一内容回主目录O返回2022-5-311 1、蒸发器的生产能力、蒸发器的生产能力 蒸发器的生产能力用单位时间内蒸发的水分蒸发器的生产能力用单位时间内蒸发的水分量量Wkg/hWkg/h表示表示; ;也可用蒸发器的传热速率也可用蒸发器的传热速率Q Q表示。表示。 对于单效蒸发：对于单效蒸发：Q QKSKSt tm m=KS(T-t)=KS(T-t)不同的进料温度，则所需要的热量不同的进料温度，则所需要的热量( (加热蒸汽量加热蒸汽量) )是不是不同

36、的。以沸点进料为计算基准，则高于沸点进料时，同的。以沸点进料为计算基准，则高于沸点进料时，产生自蒸发现象，蒸发器的生产能力有所增强；而低产生自蒸发现象，蒸发器的生产能力有所增强；而低于沸点进料时，蒸发器的生产能力有所降低。于沸点进料时，蒸发器的生产能力有所降低。上一内容下一内容回主目录O返回2022-5-31即即: :单位传热面积上单位时间内蒸发的水量；单位传热面积上单位时间内蒸发的水量； kg/(mkg/(m2 2h)h)。)/(2hmkgSWU 一般情况下可以认为蒸发量一般情况下可以认为蒸发量WW是一定的是一定的( (由工艺由工艺条件决定条件决定) )，因此传热面积因此传热面积S S越小则

37、生产强度越小则生产强度U U越大；越大；对于对于单效蒸发单效蒸发，沸点进料沸点进料，忽略热损失忽略热损失，则：，则：rtKrSQUtKSrWDrQ；则上一内容下一内容回主目录O返回2022-5-31分析分析：有利于增大有利于增大U U的一切因素都可以利用的一切因素都可以利用1 1、增大传热总系数、增大传热总系数K;K;2 2、增大、增大t tm m值：值： t tm m=T-=T-t t，T T与加热蒸汽的压强有与加热蒸汽的压强有 关；关；t t与蒸发器内操作压强有关，即与冷凝器与蒸发器内操作压强有关，即与冷凝器 的压强也有关；但的压强也有关；但t tm m值的增加是有限度的。值的增加是有限度的。3 3、r r 值是二次蒸汽的相变热，与操作压强有关，值是二次蒸汽的相变热，与操作压强有关， 操作压强越低，则该值越大。操作压强越低，则该值越大。 总之，提高生产强度总之，提高生产强度U U的有效方法是增大的有效方法是增大U U的的主要途径。主要途径。上一内容下一内容回主目录O返回2022-5-31