讨论: Wr+f t0/+Q D (1)从上式可以看出加热蒸汽提供的热量D用于: 将原料液由t升温到沸点t1:FCt1t) 蒸发水分:Wr 过程热损失:Q1 2)若沸点进料,t=t,且Q=0D=FD e=D/W称为单位蒸汽消耗量,为每蒸发单位质量水分时,加热蒸汽的 消耗量,kg/kg。e值是衡量蒸发装置经济程度的指标。 (3)由于蒸汽汽化潜热随温度(压力)变化不大 次蒸汽 W,H 料液、蒸发室 f, to, ho 汽化1kg水所消耗的蒸汽量,其值约为1。 D TH 实际上D/W=11 加热室 完咸液 L, ty, hi Cl VD.The 化工原理 第六章蒸发 11/53
化工原理 第六章 蒸发 11/53 讨论： (1)从上式可以看出加热蒸汽提供的热量Dr用于： 将原料液由t0升温到沸点t1：FC0(t1- t0) 蒸发水分： Wr′ 过程热损失：QL (2)若沸点进料，t0=t1，且QL=0 e=D/W称为单位蒸汽消耗量，为每蒸发单位质量水分时，加热蒸汽的 消耗量，kg/kg。e值是衡量蒸发装置经济程度的指标。 (3)由于蒸汽汽化潜热随温度（压力）变化不大 wr D r D r wr ′ ′ = 或 = ( ) r QttFcrW D +−+ L010 ′ = 1 r r W D ≈ ′ = 二次蒸汽 W，H’ 料液 蒸发室 F, t0, h0,c0 D, T ,H 加热室 完成液 L，t1，h1, c1 D, T ,hc 汽化1kg水所消耗的蒸汽量，其值约为1。 实际上D/W=1.1
例题6-1 在连续操作的蒸发器中,将2000kg/h的某无机盐水溶液由 0.1浓缩到0.3(均为质量分数)。蒸发器的操作压力为 40kPa,相应的溶液沸点为80℃。加热蒸汽的压力为200kPa 已知原料液的比热为3.7kJ/(kg·℃),蒸发器的热损失 1200W。设溶液的稀释热可以忽略,试求1.水的蒸发量;2 原料液分别为30℃、80℃、120℃时的加热蒸汽消耗量 解 1水的蒸发量 0.1 W=F(1--0)=20004-0)=1333kgh 0.3 2.加热蒸汽消耗量 查得200kPa80C的饱和水蒸汽的汽化潜热 分别为2205kJ/kg23087kJ/kg 化工原理 第六章蒸发 12/53
化工原理 第六章 蒸发 12/53 在连续操作的蒸发器中，将2000kg/h的某无机盐水溶液由 0.1浓缩到0.3(均为质量分数)。蒸发器的操作压力为 40kPa，相应的溶液沸点为80℃。加热蒸汽的压力为200kPa。 已知原料液的比热为3.77kJ/(kg·℃)，蒸发器的热损失 12000W。设溶液的稀释热可以忽略，试求1.水的蒸发量；2. 原料液分别为30℃、80℃、120℃时的加热蒸汽消耗量。 解： 2205kJ/kg 23087kJ/kg 200kPa 80 2. ) 1333kg/h 0.3 0.1 -2000(1) xx W F(1- .1 1 0 分别为 、 查得 、 ℃的饱和水蒸汽的汽化潜热 加热蒸汽消耗量 水的蒸发量 = = = 例题6-1
a.原料液温度为30℃。 Wr+FCo(t-to)+Q 1333×2308+2000×3.77×(80-30)+12000×3600/100 =1588kg/h 2205 b.原料液温度为80℃。 D Wr+FCo(t-to)+Q 1333×2308+2000×377×(80-80)+12000×3600/1000 1417kg/h 2205 c原料液温度为120°℃。 Wr'+FCo(t-to)+Q D 1333×2308+2000×3.77×(80-120)+12000×3600/1000 1280kg/h 2205 结论:原料液温度愈高,加热蒸汽消耗量愈小 化工原理 第六章蒸发 13/53
化工原理 第六章 蒸发 13/53 结论：原料液温度愈高，加热蒸汽消耗量愈小 ＋ 原料液温度为 ℃。 ＋ 原料液温度为 ℃。 ＋ 原料液温度为 ℃。 h/kg1280 2205 12000)01280(77.3200023081333 1000/3600 r Q)tt(FC'Wr D .c 120 h/kg1417 2205 12000)8080(77.3200023081333 1000/3600 r Q)tt(FC'Wr D .b 80 h/kg1588 2205 12000)3080(77.3200023081333 1000/3600 r Q)tt(FC'Wr D .a 30 L010 L010 L010 = −××+× × = +−+ = = −××+× × = +−+ = = −××+× × = +−+ =
622加热面积S的计算 d. bd R.:-+0+R K ad d. ad ←冷却 P K值约为600-6000W/m2K S=Q/K△tm 料液 Q=Dr4tn=T-t1=T-t-4加热蒸 D,T, At=T 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,t1>t。 水 完成液 单效蒸发器 △=△t-△t-总温度差损失 化工原理 第六章蒸发 14/53
化工原理 第六章 蒸发 14/53 6.2.2 加热面积S的计算 = DrQ 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 m 1 Δ = −tTt P t1取决于： 冷凝器压力P、溶液浓度、蒸发室内 液层深度，因此，t1 >tc。 1 t c t r,T,D P′ = −tT c −Δ △ = △ tT - △ tm-----总温度差损失 / m S QKt = Δ o o,s m o i o i,s ii o 1 R d bd d d R d d K 1 α λ α ++++= T c Δ = −tTt
1.引起传热温差损失△的原因: (1)溶液沸点升高;4′(与同压力下纯溶剂相比) 不挥发溶质而引起的饱和蒸汽压的下降。 (2)蒸发器液层压强 ←冷却水 P 加发室内液层深度引起的与设备结构有关,有些设吧 备液柱可高达3~6m,有些设 料液 备中此项损失可不计。 加热蒸 P (3)蒸发器→冷凝器的压降4m→冷凝水 二次蒸汽的阻力损失引起的此项影响很 A=4+4"+A 水 完成液 单效蒸发器 △ 传热温度差损失 化工原理 中八草蒸发 15/53
化工原理 第六章 蒸发 15/53 （1） 溶液沸点升高； （与同压力下纯溶剂相比） 不挥发溶质而引起的饱和蒸汽压的下降。 （2）蒸发器液层压强； 加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）蒸发器→冷凝器的压降 二次蒸汽的阻力损失引起的此项影响很小. 冷却水 料液 加热蒸汽 冷凝水 水 完成液 单效蒸发器 P t c t r,T,D P′ 1. 引起传热温差损失△的原因： △ =t -tc-----传热温度差损失 P ′′ Δ′ Δ′′ Δ′′′ Δ = Δ′ + Δ′′ + Δ′′′