清华大学化工原理06第六章蒸发1.ppt

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1、《化工原理》（上）主讲人：戴猷元2003.2目录绪论第一章流体流动第二章流体输送机械第三章流体流过颗粒和颗粒层的流动第四章非均相物系的分离第五章传热第六章蒸发总结第六章蒸发第一节概述第二节单效蒸发第三节多效蒸发第一节概述一、蒸发的概念：挥发性溶剂，不挥发溶质――加热、沸腾－→溶剂部分汽化；溶液浓缩热量供给→汽化→热量衡算传热特速率点蒸汽移出→浓缩→物料衡算方程沸腾现象溶液→沸点升高装置：下部有加热室（管式换热器）管外：加热饱和蒸汽蒸发器管内：溶液沸腾汽化浓缩液底部排出上部：分离室蒸汽与液沫分离，挡板除沫冷凝器二、蒸发过程的分类：1

2、、操作压力常压沸点>100℃饱和蒸汽压力高减压沸点低：(1)↑Δtm,(2)可利用废汽(3)热敏性物质沸点温度低，减少热损失缺点：(1)真空装置(2)沸点↓，μ↑，α↓，K↓(3)二次蒸汽t↓,冷凝器温差2、二次蒸汽利用单效蒸发多效蒸发二次蒸汽用于下一效操作压力、沸点低于上效3、操作情况连续式以X1出料沸点最高间隙式一次加料→最终X1出料连续加料维持液面，X1一次出料间隙式时，x值一直变化间隙式生产能力>连续式（操作情况下），但间隙式存在非生产时间。三、蒸发过程总结1、实质是传热过程2、沸点升高，传热温差小于蒸发纯溶剂3、重视体系

3、特性结垢、结晶热敏物质粘度与腐蚀性等第六章蒸发第一节概述第二节单效蒸发第三节多效蒸发第二节单效蒸发讨论对象：连续稳态操作已知条件：加料量Fkg/h；质量分数x0；初温t0；要求完成液浓度x1；加热蒸汽TS(pS)饱和蒸汽；操作压力pC任务：(1)计算水分蒸发量（二次蒸汽量）Wkg/h(2)加热蒸汽消耗量Dkg/h(3)蒸发器传热面积S一、单效蒸发器的计算物料衡算热量衡算传热速率方程沸点升高关系式1、蒸发量w以单位时间为基准，物料衡算：2、加热蒸汽消耗量D：以单位时间为基准，焓衡算，0℃焓值为0H：TS(PS)下饱和蒸汽的焓值；H’：

4、二次蒸汽焓值；h0,h1使用焓浓图查得hw：TS下饱和冷凝水的焓值。如果不考虑溶液的稀释热r’：二次蒸汽的汽化潜热r：饱和蒸汽（加热）汽化潜热讨论：(1)若沸点进料，t0=t1，且QL=0（蒸发1kg水蒸汽量）(2)由于蒸汽汽化潜热随温度（p）变化不大考虑到r与r’的差别及QL，D1.1w3、蒸发器的传热面积：若不考虑热损失：Q=Dr且整个蒸发过程是恒温差过程：K值的计算：α冷凝>α沸腾管内溶液沸腾传热的影响因素物性蒸发器形状沸腾传热形式操作条件K值一般为实验求取。二、浓缩热与溶液的焓浓图NaCl、CaCl2稀释时放热，浓缩时需加

5、热，浓度变大时影响越大。溶液的焓值由焓浓图查出。实例：不考虑浓缩热，相同传热面积S下，处理量F与实际的高6％。三、蒸发设备中的温度差损失t1实际条件(1)溶液沸点升高下的沸点(2)蒸发器液层压强(3)蒸发器冷凝器的压降1、溶液沸点升高――杜林规则’：与溶液的种类、浓度、蒸汽压力有关(1)手册上可以查到常压下的溶液沸点(2)杜林规则：（压强影响）两种不同压力下溶液的沸点差与另一种标准液体在相应压力下的沸点差的比值为常数。(1)水的关系可以查图表(2)已知两组数据tA与tA0，可求另一tA’2、液体静压头和加热管内磨擦损失影响：(1

6、)保持一定的液位：(加热管长的1/2－2/3）(2)动液位取平均压强―加热管中部p：液面上的压强；L：加热管底部以上液层高；ρ：液体的平均密度。*加热管内流速较大时，磨擦损失增大液体平均压强。3、管道流体阻力产生压降的影响pC