化工原理第五章讲.ppt

③沸点进料，t0=t1，并忽略热损失和溶液浓度较低时，cp1=cp0，则式中称D/W为单位蒸汽消耗量，用来表示蒸汽利用的经济程度（或生蒸汽的利用率）。或（3）蒸发器传热面积的计算*由于蒸发过程的蒸汽冷凝和溶液沸腾之间的恒温差传热，Δtm=Ts-t，蒸发器的热负荷Q=Dr，所以有式中SO——蒸发器传热面积，m2；Q——传热量，W；KO——传热系数，W/m2·K；Δtm——平均传热温差，K。由传热速率方程得蒸发器的总传热系数可按下式计算：*管外蒸汽冷凝热阻一般很小，但须注意及时排除加热室中不凝性气体，否则不凝性气体在加热室内不断积累，将使此项热阻明显增加；管壁热阻一般可以忽略；管内壁液一侧的垢层热阻取决于溶液的性质及管内液体的运动状况。降低垢层热阻的方法是定期清理加热管，加快流体的循环速度，或加入微量阻垢剂以延缓形成垢层；在处理有结晶析出的物料时可加入少量晶种，使结晶尽可能地在溶液的主体中，而不是在加热面上析出；管内沸腾给热阻主要决定于沸腾液体的流动情况。（4）单效蒸发过程的计算①设计型计算：给定蒸发任务，要求设计经济上合理的蒸发器。已知：F，x0，t0，x1设计条件：p0，pk计算目的：根据选用的蒸发器形式确定K，计算所需加热面积S及加热蒸汽用量D。②操作型计算：已知蒸发器的结构形式和蒸发面积给定条件：S，K，x0，t0，x1，p0，pk计算目的：核算蒸发器的处理能力F和加热蒸汽用量D。或已知：S，F，x0，t0，x1，p0，pk计算目的：反算蒸发器的K并求D。*第五章

蒸发一、蒸发器的结构二、蒸发器的辅助装置三、蒸发器的选型第一节

蒸发设备蒸发概述*同时制备浓溶液和回收溶剂。杂质，获得纯净的溶剂。脱除溶剂，将溶液增溶至饱和状态，随后加以冷却，析出固体产物，即采用蒸发，结晶的联合操作以获得固体溶质。获得浓缩的溶液直接作为化工产品或半成品。蒸发操作的目的加热蒸汽和二次蒸汽1加热蒸汽：用于加热的蒸汽2二次蒸汽：由溶液蒸发出来的蒸汽3分类4按蒸发操作空间的压力可分为：常压，加压，或者减压（真空）蒸发。5按二次蒸汽的利用情况可以分为单效蒸发和多效蒸发。6间歇蒸发和连续蒸发7蒸发操作的特点溶液的性质往往对蒸发器的结构设计提出特殊的要求。浓溶液在沸腾汽化过程中常在加热表面上析出溶质而形成垢层，使传热过程恶化沸点升高泡沫夹带二次蒸汽中常夹带大量液沫，冷凝前必须设法除去，否则不但损失物料，而且会污染设备。能源利用溶剂汽化需吸收大量汽化热，因此蒸发操作是大量耗热的过程，节能是蒸发操作应予考虑的重要问题。5.1蒸发器(evaporator)的结构蒸发设备中包括蒸发器和辅助设备。按照溶液在加热室中的运动的情况，可将蒸发器分为循环型和单程型（不循环）两类。1、循环型蒸发器(circulationevaporator)特点：溶液在蒸发器中循环流动，因而可以提高传热效果。由于引起循环运动的原因不同，又分为自然循环型和强制循环型两类。自然循环(naturalcirculation)：由于溶液受热程度不同产生密度差引起。强制循环(forcedcirculation)：用泵迫使溶液沿一定方向流动。①中央循环管式蒸发器*完成液二次蒸气料液加热蒸气冷凝水123451-外壳；2-加热室；3-中央循环管；4-蒸发室；5-除沫器中央循环管式蒸发器优点：结构紧凑、制造方便、传热较好、操作可靠；缺点：循环速度在0.4~0.5m/s以下、清洗和维修不方便。②悬筐式蒸发器*1－外壳2－加热蒸气管3－除沫器4－加热室5－液沫回流罐优点：循环速度可稍大、易于检修、热损失较小；缺点：结构复杂、单位传热面的金属消耗量大；适用：易结晶、结垢溶液的蒸发。③外加热式（加热室与蒸发室分开）优点：降低了蒸发器的高度、便于清洗和更换、循环速度较大。”④强制循环蒸发器(forcedcirculationevaporator)