5.3单效蒸发讲义.ppt

5.3 单效蒸发 5.3.1 单效蒸发的计算 （1） 物料衡算 已知进料的浓度、温度、进料量，完成液的浓度，加热蒸汽压力和冷凝器的压力，求： ①水分蒸发量； ②加热蒸汽消耗量； ③蒸发器的传热面积； （2）热量衡算 ①忽略浓缩热 ②溶液的浓缩 热不可忽略 （3）蒸发器传热面积的计算 5.3.2 蒸发设备中的温度差损失 蒸发设备中的传热温度差Δt=Ts-t。Ts为加热蒸汽的温度（如300kPa的蒸汽，温度为133.3 ℃ ),t为溶液的沸点。 若蒸发室内压力为1atm,蒸发的是水（其沸点T为100℃），则ΔtT=Ts-T=133.3-100=33.3℃ 如蒸发的为30％NaOH溶液，其沸点为120℃，则Δt＝Ts-t=133.3-120＝13.3℃。 温度差损失Δ＝ΔtT－Δt=(Ts-T)-(Ts-t)=t-T 溶液的沸点t=T+Δ,有效传热温度差Δt=ΔtT-Δ 温度差损失原因： 〈1〉溶液的沸点升高 〈2〉蒸发器中液柱静压头的影响 〈3〉流体摩擦阻力损失 （1）溶液的沸点升高与杜林规则 杜林规则：溶液的沸点与同温度下溶剂的沸点成线性关系。 将1atm下的沸点升高近似地作为其它压力下的沸点升高。 例：蒸发浓度50％NaOH溶液，若蒸发室压力分别为1atm和19.6kN/m2（绝压），试求△′。 解：1atm水的沸点为100 ℃，查图5-15 50％NaOH溶液的沸点为142℃ 19.6kPa水的沸点为59.7 ℃，查图5-15 50％NaOH溶液的沸点为100℃ （2） 液柱静压头、流体阻力对溶液沸点的影响 加热管内的溶液压强高于液面上方的压强(即蒸发室内的压强P) 加热管内溶液平均深度L/2处的压强为： 蒸发器中的传热温度差为： 例：有一传热面积为30m2的多效蒸发器，将35℃、质量浓度为20％的NaOH水溶液浓缩至50％。已知加热用饱和水蒸气的压力为294kN/m2(绝压)，蒸发室的压力为19·6kN/m2(绝压)，溶液的沸点为100℃，又蒸发器的总传热系数为1000W/(m2.K)，热损失可取为传热量的3％，试计算加热蒸汽消耗量D和料液处理量F。 解：查加热蒸汽的温度Ts=132·9℃， 焓Hs＝2728kJ/kg, hs=556.7kJ/kg 蒸发室的压力为19·6kN/m2(绝压)时，饱和蒸汽的温度为59·7℃，焓为2605kJ/kg， 二次蒸汽的焓为：H=2605+1.88(100-59.7)=2681kJ/kg 1·加热蒸汽消耗量D 2·求料液流量F 查NaOH的焓浓图得： 料液的焓h0＝120kJ/kg,完成液的焓h1＝540kJ/kg 热损失 整理后得： 物料衡算： 联立求解上两式：F＝0·56kg/s,W=0.6F=0.34kg/s 3·不考虑浓缩热求F h1=C1t1,h0=C0t0代入热量衡算式： 将W＝0·6F代入，解得：F＝0·6kg/s,W=0·36kg/s