幻灯片1目录 喚六章 §61概述 §6.2单效蒸发器的计算 §63多效蒸发 §6.4提高生蒸汽热能利用程度的措施 §6.5蒸发设备 §6.6提高传热系数的方法 浙江大学本科生课程 化工原理 第六章蒸发 1/45
浙江大学本科生课程 化工原理 第六章 蒸发 1/45 §6.1 概述 §6.2 单效蒸发器的计算 §6.3 多效蒸发 §6.4 提高生蒸汽热能利用程度的措施 §6.5 蒸发设备 §6.6 提高传热系数的方法 幻灯片1目录
第六章蒸发 §61概述 1、什么是蒸发? 溶剂S 将含有不挥发性溶质的 稀溶液中部分溶剂汽化、除 去的单元操作,称为~。 2、蒸发操作的目的 剂s 溶质A(不挥发 (1)获得浓缩的溶液 (2)获得固体溶质 (3)除去杂质 加热 浙江大学本科生课程 化工原理 第六章蒸发 2/45
浙江大学本科生课程 化工原理 第六章 蒸发 2/45 第六章 蒸发 将含有不挥发性溶质的 稀溶液中部分溶剂汽化、除 去的单元操作，称为~。 2、蒸发操作的目的 （1）获得浓缩的溶液 （2）获得固体溶质 （3）除去杂质 §6.1 概述 1、什么是蒸发? 溶剂S 溶质A（不挥发） 溶剂S 加热
§6.1概述 r→不凝性气体 3、蒸发设备 冷却水 间壁式换热器: 二次蒸汽 冷凝器 蒸发器(加热室,蒸发室) 除沫器 除沫 冷凝器 料液 蒸 真空装置 思考1: 加热蒸汽 (生蒸汽) 加热 如图为减压式操作设备 为什么图中冷凝器的放置 高度要很高? →冷凝水 思考2: 生蒸汽与二次蒸汽何者温 水 高? 成液 浙江大学本科生课程 化工原理 第六章蒸发单效蒸发器 3/45
浙江大学本科生课程 化工原理 第六章 蒸发 3/45 冷却水 料液 加热蒸汽 冷凝水 水 完成液 单效蒸发器 3、蒸发设备 除沫器 二次蒸汽 蒸发室 加热室 不凝性气体 （生蒸汽） 冷凝器 思考1： 如图为减压式操作设备， 为什么图中冷凝器的放置 高度要 很高？ 思考2： 生蒸汽与二次蒸汽何者温 度高？ §6.1 概述 间壁式换热器： 蒸发器(加热室，蒸发室) 除沫器 冷凝器 真空装置
§6.1概述 凝性气体 冷却水 蒸发操作的特点 二次蒸汽 冷凝器 传质一传热 能耗大 除沫 令从进口到出口传热温差料液 蒸 逐渐减小(∴浓度↑, 沸点↑) 加热蒸汽 ☆易结垢、粘度逐渐变大 加热 而使传热条件恶化 生蒸汽 →冷凝水 水 成液 浙江大学本科生课程 化工原理 第六章蒸发单效蒸发器 4/45
浙江大学本科生课程 化工原理 第六章 蒸发 4/45 4、蒸发操作的特点： 传质—传热 ❖能耗大 ❖从进口到出口传热温差 逐渐减小（∵浓度↑， 沸点↑） ❖易结垢、粘度逐渐变大 而使传热条件恶化 §6.1 概述 冷却水 料液 加热蒸汽 冷凝水 水 完成液 单效蒸发器 除沫器 二次蒸汽 蒸发室 加热室 （生蒸汽） 不凝性气体 冷凝器
§62单效蒸发器的计算 已知:F、x0、tn、x 计算内容:L、W加热蒸汽量D、加热面积 物料衡算 ▲二次蒸汽 「L=F-W W, T 料液蒸发室 2t0 W=F 加热室 成 浙江大学本科生课程 化工原理 第六章蒸发 5/45
浙江大学本科生课程 化工原理 第六章 蒸发 5/45 §6.2 单效蒸发器的计算 已知：F、x0、t0、x 计算内容： L、 W、加热蒸汽量D、加热面积 二次蒸汽 W，T 料液 蒸发室 F,x0 ,t0 加热室 完成液 L，x, t 一、物料衡算 = = − Lx Fx0 L F W = − x x W F 0 1 D A
§62单效蒸发器的计算 、能量衡算 DH ,+FhoWH+F-whn+Dh+e F(-)+W(H-h)+1 ▲二次蒸汽 D TW,t, H H-h h=f(x,)查焓浓图料液蒸发 F, to,ho ck a无明显浓缩热的体系 DT.H 稀释热h=ct 加热室 完成液 h 00 浙江大学本科生课程 化工原理 第六章蒸发 6/45
浙江大学本科生课程 化工原理 第六章 蒸发 6/45 二次蒸汽 W，T ，H 料液 蒸发室 F, t0 , h0 ,c0 D, Ts ,Hs 加热室 完成液 L，t，h, c D, Ts ,hs 二、能量衡算 ( ) DHs + Fh0 = WH + F −W h + Dhs + Ql ( ) ( ) s s l H h F h h W H h Q D − − + − + = 0 h = f (x,t)-----查焓浓图 a. 无明显浓缩热的体系 0 0 0 h c t h ct = = §6.2 单效蒸发器的计算 稀释热
§62单效蒸发器的计算 假定: F(-b1)+W(H-h)+Q D ①Hh=R(加热蒸汽汽化潜热) H ②h≈h0 ③H-h≈r(二次蒸汽汽化潜热) ▲二次蒸汽 ④Q≈0 W,t,H Wr D 料液、蒸发室 R F, to, ho, cH D r W R DTH 加热室 汽化1kg水所消耗的蒸汽量, 其值约为1。实际上D/W=11 L,t,h, 浙江大学本科生课程 化工原理 第六章蒸发 7/45
浙江大学本科生课程 化工原理 第六章 蒸发 7/45 假定： ① Hs -hs =R（加热蒸汽汽化潜热）； ② h h0； ③ H-h r（二次蒸汽汽化潜热）； ④Ql 0 汽化1kg水所消耗的蒸汽量， 其值约为1。实际上D/W=1.1 二次蒸汽 W，T ，H 料液 蒸发室 F, t0 , h0 ,c0 D, Ts ,Hs 加热室 完成液 L，t，h, c D, Ts ,hs R Wr D = R r W D = §6.2 单效蒸发器的计算 ( ) ( ) s s l H h F h h W H h Q D − − + − + = 0
§62单效蒸发器的计算 b.有明显浓缩热的体系 先按情况a计算,然后再校正。 浙江大学本科生课程 化工原理 第六章蒸发 8/45
浙江大学本科生课程 化工原理 第六章 蒸发 8/45 b. 有明显浓缩热的体系 先按 情况a 计算，然后再校正。 §6.2 单效蒸发器的计算
§62单效蒸发器的计算 、加热面积A的计算 冷却 +Ra1++Ra,+ KA aA ZA 42 K值约为600~600V/m2K O=KA△ 料液 Q=DRMn=T-t=T,-T-△ 加热素国了 DT R 冷凝水 t取决于: 冷凝器压力P、溶液浓度、蒸发室内 液层深度,因此,t>T。 水 完成液 △=-T-传热温度差损失 单效蒸发器 浙江大学本科生课程 化工原理 第六章蒸发 9/45
浙江大学本科生课程 化工原理 第六章 蒸发 9/45 三、加热面积A的计算 m Q = KAt Q = DR 冷却水 料液 加热蒸汽 冷凝水 水 完成液 单效蒸发器 K值约为600~6000W/m2K t T t m s = − P t 取决于： 冷凝器压力P、溶液浓度、蒸发室内 液层深度，因此，t >T。 t T R D Ts , , 2 2 1 2 1 1 1 1 1 A Ra A b Ra KA A m = + + + + P = Ts −T − §6.2 单效蒸发器的计算 △ =t -T-----传热温度差损失
§62单效蒸发器的计算 引起传热温差损失△的原因: (1)溶液沸点升高(与同压力下纯溶剂相比)---杜林规则 查图步骤:P→水的沸点→由杜林线查得某一浓度下的溶液 ←冷却 沸点。 (2)蒸发室内液层深度引起的 与设备结构有关,有些设备 液柱可高达3~6m,有些设 料液 备中此项损失可不计。 (3)二次蒸汽的阻力损失引起的 加热蒸汽 此项影响很小,通常取1℃C 左右。 R畦图助→冷凝水 △=t-T--传热温度差损失 水 完成液 浙江大学本科生课程 化工原理 第六章蒸发 单效蒸发器 10/45
浙江大学本科生课程 化工原理 第六章 蒸发 10/45 冷却水 料液 加热蒸汽 冷凝水 水 完成液 单效蒸发器 P t T R D Ts , , P （1） 溶液沸点升高（与同压力下纯溶剂相比）------杜林规则 查图步骤：P→水的沸点→由杜林线查得某一浓度下的溶液 沸点。 （2）蒸发室内液层深度引起的 与设备结构有关，有些设备 液柱可高达3~6m，有些设 备中此项损失可不计。 （3）二次蒸汽的阻力损失引起的 此项影响很小，通常取 1 ℃ 左右。 §6.2 单效蒸发器的计算 • 引起传热温差损失△的原因： △ =t -T-----传热温度差损失 P