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升膜式蒸发器成膜原理2008.03.17

刘博升膜式蒸发器正常操作的关键是让液体物料在管壁上形成连续不断的液膜。液膜在长管中形成过程下图所示。图a-h是分阶段解释在长管中气、液两相的变化及液膜形成的过程

图a如果物料进入蒸发器时的温度低于其沸点，蒸

发器中有一段加热管作为预热区，传热方式为自然对流。为了维持蒸发器正常操作，加热管中液面一般为管高度的1／4～1／5，液面太高，设备效率低，出料达不到要求的浓度，控制适当的进料量和进料温度，使设备处于较佳的工作状态。

图b物料经加热达到沸腾温度时，溶液便开始

沸腾，产生蒸汽气泡分散于连续的液相中。由

于蒸汽气泡的密度小，故气泡通过液体而上升。流体比重降低。

图C液体继续受热，温度不断上升。随着气泡

量的不断增加，小气泡结合形成较大的气泡，

气体上升的速度则加快。液相因混有蒸汽气泡，使液体静压头下降

图d当气泡继续增大形成柱状，占据管子中部的大部分空间时，气体以很大的速度上升，而液体受重力作用沿气泡边缘下滑。

图e液体下降较多时，大个柱状汽泡则被液层截断。此时液相仍然是连续相。这时混合流体处于一种强烈的湍流状态，气柱向上升并带动其周围的部分液体一起运动

图f处于管壁和气柱之间的液体在重力作用下，向下运动，管壁上的液体受热不断蒸发，气柱不断增大，最后气柱之间的液膜消失，蒸汽占据了整个管的中部空间，形成连续相，液体只能分布于管壁，形成环状液膜，并在上升蒸汽的拖带下形成“爬膜”。

图g如果气流速度进一步加大，即蒸发强度过

高，溶液蒸发很激烈，蒸汽流速太快，液体蒸

发时蒸汽会把溶液以雾沫形成式夹带离开液膜，进入管中部的高速蒸汽流，在管内形成带有雾

沫的喷雾流，同时也使所形成的“液膜”迅速

减薄。

图h如果汽速进一步增加，雾沫夹带进一步严

重，使液膜上升的速度赶不上溶液蒸发速度，

则加热管上的液膜将会出现局部被干燥、结疤、结垢、结焦等不正常现象。3-原料进料,1-浓缩液,

2-蒸汽入口,4-冷凝液出口,5-加热管,6-

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