单效蒸发物料衡目的计算蒸发水量和完成液浓

1、wqqwqwmmm)(,0 ,00 ,)1 (00 ,wwqqmwm蒸发水量：wmmmqqwqw,0 ,00 ,完成液浓度：5.3 单效蒸发单效蒸发 5.3.1 物料衡算物料衡算 目的：目的：计算蒸发水量和完成液浓度 对溶质：对溶质： 加热蒸汽加热蒸汽qmv,t,h料液料液qm0,w0,t0 ,c0 ,h0二次蒸汽二次蒸汽qmwt,h完成液完成液qm0-qmw,w, t,c,h蒸汽冷凝水蒸汽冷凝水qmv,t,hw加热室单效蒸发的物料衡算，热量衡算示意图lwmwmmwvmmvmhqhqqhqhqhq,0 ,00 ,)( 5.3.2 热量衡算热量衡算 目的：目的：计算生蒸汽消耗量 (1) 热量衡算

2、式)(,wvmhhq或：lwmmhhqhhq)()(,00 ,),(0加热蒸汽的冷凝热rhhw.二次蒸汽的质量焓h.,0完成液、料液的质量焓hh加热蒸汽加热蒸汽qmv,t,h料液料液qm0,w0,t0 ,c0 ,h0二次蒸汽二次蒸汽qmwt,h完成液完成液qm0-qmw,w, t,c,h蒸汽冷凝水蒸汽冷凝水qmv,t,hw加热室kgjr/0生蒸汽冷凝热kgjr/二次蒸汽冷凝热(2) 热量衡算式的简化热量衡算式的简化 忽略溶解热、稀释热时，溶液的热焓和比热容取质量平均， 以0c为热焓基准，则有：tchp00,0tchpwcccwcwccbpwpwpbpwpp)()1 (,0,0,0,0 ,)()

3、1 (wcccwcwccbpwpwpbpwpplwmpmvmrqttcqrq,00 ,0 ,0,)(代入热流量公式得：)(,wvmhhqlwmmhhqhhq)()(,00 ,0,00,0,)(rrqttcqqlwmpmvm若沸点进料，忽略热损失时，tt 00l0,rrqqwmvm1,rrqqvmwmlwmpmvmrqttcqrq,00 ,0 ,0,)(加热蒸汽消耗量：加热蒸汽消耗量：生蒸汽的经济性（经济程度）生蒸汽的经济性（经济程度）qmw/qmv * 蒸发操作重要经济指标之一，反映蒸发操作能耗的大小; * 实际由于沸点升高和热损失，单效蒸发 qmw/qmv 0.9 。(3) (3) 焓浓图焓

4、浓图 溶解热、稀释热不能忽略时,用平均比热计算误差很大，此时，生蒸汽消耗量可用焓浓图焓浓图计算。)(,wvmhhqlwmmhhqhhq)()(,00 ,5.3.3 蒸发器的传热面积蒸发器的传热面积由蒸发器的传热方程得： (1) 传热度温差在蒸发器中，管外为蒸气冷凝，温度恒定为t，管内为溶液沸腾，温度也多为定值，可视为恒温差传热，故 (2) 传热系数0001111hrddbddrddhkkdomiodiiio蒸发器的传热系数k，目前主要还是根据现场实测数据来选定。mtkattttm常见蒸发器管内表面传热系数常见蒸发器管内表面传热系数hi的经验关联：的经验关联：普通自然循环蒸发器：普通自然循环蒸发

5、器：反映压力影响的数群伽利略数贝克来数blbvbpdkpgdgaarqdpekpgapenu2237 . 0125. 06 . 041025. 3强制循环蒸发器：强制循环蒸发器：4 . 08 . 0023. 0reprnu 升膜式蒸发器：升膜式蒸发器：33. 031. 069. 025. 034. 09 . 023. 01225. 03 . 1vlprlevslvvlevrlelikprcnurprdsnu核状沸腾区：）（强制对流传热区：（3 ）蒸发器的生产能力和生产强度）蒸发器的生产能力和生产强度 生产能力生产能力为单位时间蒸发水分的质量，由于它主要取决于 过程的热流量，所以常又以热流量来衡

6、量蒸发器 的生产能力 。 生产强度生产强度为单位传热面积的生产能力，以u表示单位为 kg/(h) mtka生产能力：tttm其中，rtkaraqumwm/,生产强度：5.3.4 溶液的沸点升高和传热温差损失溶液的沸点升高和传热温差损失 (1) 溶液的沸点和温度差损失溶液的沸点和温度差损失 溶液沸点 二次蒸汽饱和温度 tttt沸点升高：引起沸点升高的原因引起沸点升高的原因a a）溶质存在，使溶液饱和蒸汽压降低； 溶液沸点 相同压力下水沸点 ；b b）维持一定液位，液柱作用使下部溶液沸点上升； 即：液柱静压头引起沸点升高 。c）二次蒸汽从蒸发室流向冷凝器时，由于存在阻力而压力降低 使冷凝器中二次蒸

7、汽温度低于室中二次蒸汽的温度 。tt t 因此，溶液的沸点：因此，溶液的沸点：ttttt 如果采用蒸发器中的二次蒸气温度，则： tttt 传热温差损失传热温差损失 溶液沸点升高，造成传热温差减小。tttt理论传热温度差：ttt有效传热温差：ttttttt传热温度差损失：tttttttt 说明：说明：如果采用冷凝器中的二次蒸气温度，则： （2）溶液的沸点升高的计算）溶液的沸点升高的计算 溶液蒸汽压降低引起的沸点升高溶液蒸汽压降低引起的沸点升高 方法方法1：实验测定溶液的沸点 tb， 由二次蒸汽压力确定其饱和温度t。ttttb 方法方法2：用杜林规则求溶液的沸点。 杜林规则杜林规则 ：一定浓度溶液的沸点，和相同压力下标准液体的 沸点呈线性关系，即有： mkttwb式中， tw：标准液体(一般取水)的沸点； k、m：与溶液种类、浓度有关。杜林规则也可用图形表示杜林规则也可用图形表示说明：说明：由图可见，低浓度下，压力对t影响不大。 t也可按下式估算：rtftftft/0162. 0)273(200校正系数： 液柱静压头引起的