福州大学化工原理电子教案 ②浓度范围只需要知的两个不同压强下溶液的沸点,则其他压强下的溶液沸点可按杜林规则进行计 (2)液柱静压头和加热管内摩擦损失对溶液沸点的影响 大多数蒸发器在操作时必须维持一定的液面高度,有些具有长加热管的蒸发器,液面深度可达3~6m 在这类蒸发器中,由于液柱本身的重量及溶液在管内的流动阻力损失,溶液压强沿管长是变化的,相应的 沸点温度也是不一样。溶液从底部进入加热管后,因受热温度逐渐升髙,至某一髙度开始沸腾,沸腾一旦 产生,溶液在管内温度随高度的增加而减小(为什么?)。所以溶液在管内上升时的实际温度有一最高值。 作为平均温度的粗略估计,可以按液面下L/5处溶液的沸腾温度来计算,即可首先求取液体在平均温度下 的饱和压力 p+=Lpg P——液面上方二次蒸汽的压强(通常可以用冷凝器压强代替),Pa; L一一蒸发器内的液面高度,m。 由蒸汽表查出压强Pm、P所对应的饱和蒸汽温度1(p+l/2g)与(P)两者之差即为液柱静压强引起 的溶液温度升高A"'。 △"=(p+Lg)-1(P) 所以沸腾液体的平均温度为t=1(p)+△+△" 在大多数教材中,液柱内部的平均压力取的是液面压力和液柱底部压力的平均值,即 Pm =P+LpG N"=1(p+Lg)-1(p) (3)因蒸汽流动阻力引起的温度差损失Δ 在多效蒸发中,末效以前的二次蒸汽流到下一效的加热室的过程中,为克服管道阻力使其压强降低 二次蒸汽的温度也相应的降低,由此引起的温度差损失为Δ"' 末效(单效蒸发器)与冷凝器之间的流动阻力所引起的温度差损失Δ"'可取为Δ"=1~1.5℃,一般取 l℃,但要注意,只有告诉冷凝器的压力Pk时,才计入此项,若只告诉末效(单效蒸发器)的蒸发压力, 则此损失不计。 由以上分析可得,总的温度差损失A=A+A"+A" 蒸发过程的传热温度差(有效温度差): M=70-t=7o-(p)-△ 注意:A中A"为前一效蒸汽到下一效时由于阻力损失而引起的温度差损失。若单效蒸发,已知入 口蒸汽(生蒸汽)的温度,则时要计入Δ"=1℃吗? (4)效蒸发过程的计算 单效蒸发过程的计算问题可以联立求解物料衡算式,热量衡算式以及传热速率方程来解决。在联立求 解过程中,还需计算溶液的沸点升高和其它有关物性的计算式。以前面学过的计算类型一样,单效蒸发的 计算也可以分为设计型计算和操作型计算。 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。 给定条件:料液流量F,浓度,温度l以及完成液浓度w 设计条件:加热蒸汽的压强以及冷凝器的操作压强主要由可供使用的冷却水温度来决定 计算目的:根据选用的蒸发器形式确定传热系数K,计算所需供热面积A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:蒸发器的传热面积A与给热系数K,料液的进口状态0与to,完成液的浓度要求w, 加热蒸汽与冷凝器内的压强。福州大学化工原理电子教案 蒸发 4 ②浓度范围只需要知的两个不同压强下溶液的沸点，则其他压强下的溶液沸点可按杜林规则进行计 算。 （2）液柱静压头和加热管内摩擦损失对溶液沸点的影响 大多数蒸发器在操作时必须维持一定的液面高度，有些具有长加热管的蒸发器，液面深度可达 3~6m。 在这类蒸发器中，由于液柱本身的重量及溶液在管内的流动阻力损失，溶液压强沿管长是变化的，相应的 沸点温度也是不一样。溶液从底部进入加热管后，因受热温度逐渐升高，至某一高度开始沸腾，沸腾一旦 产生，溶液在管内温度随高度的增加而减小(为什么？)。所以溶液在管内上升时的实际温度有一最高值。 作为平均温度的粗略估计，可以按液面下 L/5 处溶液的沸腾温度来计算，即可首先求取液体在平均温度下 的饱和压力 p p Lg 5 1 m = + p ——液面上方二次蒸汽的压强（通常可以用冷凝器压强代替），Pa； L ——蒸发器内的液面高度，m。 由蒸汽表查出压强 mp 、p 所对应的饱和蒸汽温度 ) 5 1 t( p + Lg 与 t( p) 两者之差即为液柱静压强引起 的溶液温度升高 ''。 ) ( ) 5 1 '' = t( p + Lg − t p 所以沸腾液体的平均温度为 t = t( p) + '+'' 在大多数教材中，液柱内部的平均压力取的是液面压力和液柱底部压力的平均值，即 p p LG 2 1 m = + ) ( ) 5 1 '' = t( p + Lg − t p （3）因蒸汽流动阻力引起的温度差损失 ' ' ' 在多效蒸发中，末效以前的二次蒸汽流到下一效的加热室的过程中，为克服管道阻力使其压强降低， 二次蒸汽的温度也相应的降低，由此引起的温度差损失为 ' ' ' 。 末效（单效蒸发器）与冷凝器之间的流动阻力所引起的温度差损失 ' ' ' 可取为 ' ' ' =1~1.5℃，一般取 1℃，但要注意，只有告诉冷凝器的压力 K p 时，才计入此项，若只告诉末效（单效蒸发器）的蒸发压力， 则此损失不计。 由以上分析可得，总的温度差损失  = '+''+''' 蒸发过程的传热温度差（有效温度差）： t = T0 − t = T0 − t( p) −  注意：  中 ' ' ' 为前一效蒸汽到下一效时由于阻力损失而引起的温度差损失。若单效蒸发，已知入 口蒸汽（生蒸汽）的温度，则时要计入 ' ' ' = 1 ℃吗？ （4）效蒸发过程的计算 单效蒸发过程的计算问题可以联立求解物料衡算式，热量衡算式以及传热速率方程来解决。在联立求 解过程中，还需计算溶液的沸点升高和其它有关物性的计算式。以前面学过的计算类型一样，单效蒸发的 计算也可以分为设计型计算和操作型计算。 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。 给定条件：料液流量 F ，浓度 w0 ，温度 0 t 以及完成液浓度 w ； 设计条件：加热蒸汽的压强以及冷凝器的操作压强主要由可供使用的冷却水温度来决定； 计算目的：根据选用的蒸发器形式确定传热系数 K ，计算所需供热面积 A 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：蒸发器的传热面积 A 与给热系数 K ，料液的进口状态 w0 与 0 t ，完成液的浓度要求 w0 ， 加热蒸汽与冷凝器内的压强