福州大学化工原理电子教案 气作为加热蒸汽,T=150℃),若蒸发室的压力为1am而蒸发的又是水(其沸点T=100℃)而不是溶 液,此时的传热温差最大,用△t表示 △r=70-T=150-100=50℃ 如果蒸发的是30%的NaOH水溶液,在常压下其沸点是高于100℃。若其沸点t=120℃,则有效传 热温差M=T-1=150-120=30℃,M比Mt1所减小的值,称为传热温度差损失,简称温度差损失, 用△表示 由于 △=Mr-M=(10-7)-(0-1)=t-7 因此传热温度差损失Δ就等于溶液的沸点t与同压下水的沸点T之差,只有求得Δ,才能求出溶液的沸点 t=T+△和有效传热温度差M=M-△。 由前面分析我们可知蒸发操作(或者蒸发器)中存在温度差损失,那么温度差损失的原因是什么呢? ①溶液沸点的升高。这是由于溶液蒸汽压较纯溶剂(水)在同一温度下的蒸汽压为低,致使溶液的 沸点比纯溶剂(水)高。 ②蒸发器中静压头的影响以及流体流过加热管是产生的摩擦阻力,都导致溶液沸点的进一步上升 (1)溶液的沸点升高和杜林规则 溶液中含有溶质,故其沸点必然高于在同一压力下纯溶 剂的沸点,亦即高于蒸发室压力下的饱和蒸汽温度。此高出 的温度称为溶液的沸点升高,用Δ表示。不同溶液的在不同200 的浓度范围内,溶液的沸点升高的数值是不同的。主要和 溶液的种类,溶液中溶质的浓度以及蒸发压力有关,其值由 150 实验确定。对于分子量小的溶质(如NaOH,KOH),其水溶液 在高浓度时的沸点升高很大,例如在常压1am下50m%(质量)100 的NaOH溶液,其Δ为42℃,饱和的CaCl2溶液(75.9%质量) 的Δ为80℃。分子量大的溶质如糖水溶液的沸点升高则较 不同浓度的溶液在大气压下的沸点可通过实验测定 在文献和手册中,可以查到常压(latm)下某些溶液在 不同浓度时的沸点数据。但是,在蒸发操作中,蒸发室的压 50 00150200 力往往不是高于就是低于常压。计算非常压溶液的沸点的方 水的沸点/°C 法很多,最常见的方法是按杜林规则计算。杜林发现,在相 图7-22OH水溶液的杜林线图 当宽的压强范围内溶液的沸点与同压强的下溶剂的沸点成线 性关系。或者说溶液在两种压力下的沸点之差(14-10)与溶剂在相应的压力下沸点之差(-1)的 比值为一个常数,即 K 式中t1和1代表某中种液体(或者溶液)在两种不同压力下的沸点,l和1代表溶剂在相应压力下 的沸点。K值求得后,即可按下式求任一压力下某中液体的沸点tA 如图7-22为不同浓度NaOH水溶液的沸点与对应压强下纯水的沸点的关系,由图可以看出,当NaOH 水溶液浓度为零时,它的沸点线为一条45°对角线,即水的沸点线,其它浓度下溶液的沸点线大致为一组 平行直线。 由该图可以看出 ①浓度不太高的范围内,由于沸点线近似为一组平行直线,因此可以合理的认为沸点的升高与压强无 关,而可取大气压下的数值福州大学化工原理电子教案 蒸发 3 气作为加热蒸汽， T0 = 150 ℃），若蒸发室的压力为 1atm 而蒸发的又是水（其沸点 T =100 ℃）而不是溶 液，此时的传热温差最大，用 T t 表示： tT = T0 −T =150 −100 = 50 ℃ 如果蒸发的是 30%的 NaOH 水溶液，在常压下其沸点是高于 100℃。若其沸点 t =120 ℃，则有效传 热温差 t = T0 − t =150 −120 = 30 ℃， t 比 T t 所减小的值，称为传热温度差损失，简称温度差损失， 用  表示 由于  = tT − t = (T0 −T) − (T0 − t) = t −T 因此传热温度差损失  就等于溶液的沸点 t 与同压下水的沸点 T 之差，只有求得  ，才能求出溶液的沸点 t = T +  和有效传热温度差 t = tT −。 由前面分析我们可知蒸发操作（或者蒸发器）中存在温度差损失，那么温度差损失的原因是什么呢？ ① 溶液沸点的升高。这是由于溶液蒸汽压较纯溶剂（水）在同一温度下的蒸汽压为低，致使溶液的 沸点比纯溶剂（水）高。 ② 蒸发器中静压头的影响以及流体流过加热管是产生的摩擦阻力，都导致溶液沸点的进一步上升 （1）溶液的沸点升高和杜林规则 溶液中含有溶质，故其沸点必然高于在同一压力下纯溶 剂的沸点，亦即高于蒸发室压力下的饱和蒸汽温度。此高出 的温度称为溶液的沸点升高，用 ' 表示。不同溶液的在不同 的浓度范围内，溶液的沸点升高的数值是不同的。 ' 主要和 溶液的种类，溶液中溶质的浓度以及蒸发压力有关，其值由 实验确定。对于分子量小的溶质（如 NaOH,KOH ），其水溶液 在高浓度时的沸点升高很大，例如在常压 1atm 下 50%（质量） 的 NaOH 溶液，其 ' 为 42℃，饱和的 CaCl2 溶液（75.9%质量） 的 ' 为 80℃。分子量大的溶质如糖水溶液的沸点升高则较 小。 不同浓度的溶液在大气压下的沸点可通过实验测定。 在文献和手册中，可以查到常压（1atm）下某些溶液在 不同浓度时的沸点数据。但是，在蒸发操作中，蒸发室的压 力往往不是高于就是低于常压。计算非常压溶液的沸点的方 法很多，最常见的方法是按杜林规则计算。杜林发现，在相 当宽的压强范围内溶液的沸点与同压强的下溶剂的沸点成线 性关系。或者说溶液在两种压力下的沸点之差（ 0 A A t − t ）与溶剂在相应的压力下沸点之差（ 0 w w t − t ）的 比值为一个常数，即： K t t t t w w A = − − 0 0 A 式中 A t 和 0 A t 代表某中种液体（或者溶液）在两种不同压力下的沸点， w t 和 0 w t 代表溶剂在相应压力下 的沸点。 K 值求得后，即可按下式求任一压力下某中液体的沸点 A t ： ( ) 0 w w 0 A t t K t t = A + − 如图 7-22 为不同浓度 NaOH 水溶液的沸点与对应压强下纯水的沸点的关系，由图可以看出，当 NaOH 水溶液浓度为零时，它的沸点线为一条 45 对角线，即水的沸点线，其它浓度下溶液的沸点线大致为一组 平行直线。 由该图可以看出： ①浓度不太高的范围内，由于沸点线近似为一组平行直线，因此可以合理的认为沸点的升高与压强无 关，而可取大气压下的数值；