蒸发冷维护

蒸发冷维护
蒸发冷维护

蒸发式冷凝器维护说明

蒸发式冷凝器的使用功能是将进入换热盘管的高温高压制冷剂蒸汽冷凝。盘管顶部的布水系统不断的将冷却水喷淋到蛇形盘管表面,形成薄层水膜,吸收管内制冷剂热量部分蒸发,未蒸发的冷却水回落到水箱进行下一次循环;新风从底部的格扇进入箱体,流经换热盘管将蒸发的水分带走,在冷凝器顶部以饱和湿空气的形式排出。蒸发式冷凝器将风冷和水冷,传热与传质融为一体,是水冷式冷凝器和冷却塔一体化结构的高效冷凝设备。蒸发式冷凝器具备以下几点优点:

(1)节水。它充分利用水的汽化潜热,一般的水冷式冷凝器每lkg冷却水能带走16.75-25.12kJ热量,而lkg水在常压下蒸发能带走约2428kJ热量,因而蒸发式冷凝器理论耗水量仅为一般水冷式冷凝器的1%;考虑到飞溅损失、排污换水等因素,实际耗水量约为水冷式的5%一10%。蒸发式冷凝器大大减少了水的消耗,对于我国水资源严重不足的北方地区有重要意义;

(2)节能。由于风冷式冷凝器冷凝能力受限于环境干球温度,而蒸发式冷凝器受限于环境湿球温度,而湿球温度一般比干球温度低8-14℃,加上上侧风机给设备造成的负压环境,因此同风冷式冷凝器相比,蒸发式冷凝器冷凝温度较低,而冷凝温度每升高1℃,单位制冷量的耗电量将增加3%-3.5%,所以采用蒸发式冷凝器总功耗也会显著降低。节能效果明显。在HVAC系统中相对于其他冷凝器可以节能20%-40%;

(3)结构紧凑。因为传热传质两个过程在蒸发式冷凝器内一次完成,因而不需要冷却塔,相对于传统的带冷却塔的水冷式冷凝器,结构更紧凑;

然而,蒸发式冷凝器的冷却水系统常因微生物的繁殖、介质沉积、基体腐蚀等原因,在散热片、挡水板和镀锌管、镀锌板外表面形成导热系数很低的积垢,影响设备的换热效率和使用寿命。为有效缓解结垢给制冷系统带来的效率降低的问题,常用方法有两种:一是采用软化水装置为蒸发冷提供软化水,减少结垢;二是视使用情况定期给蒸发冷作清洗维护,并定期换水(最好能每月换一次)。下面对蒸发冷结垢的危害,结垢形态,防垢方案,化学清洗方案和清洗的具体操作步骤作以详细说明:

一、冷却水系统结垢的危害

冷却水系统结垢所造成的危害主要表现在如下两个方面:

1、换热效率下降

冷却水系统结垢的导热系数很低,一般为0.1-0.2kcl.m-1、h-1、k-1,而钢的导热系数为40-50cal. m-1、h-1、k-1,即结垢的导热系数比换热材质的要低上百倍甚至千倍,严重时难以达到制冷效果。

2、损害设备使用寿命

设备长期带垢运行,极易产生垢下腐蚀,损害设备机体,其腐蚀速度比无垢时大许多倍。随介质PH值不同,温度及外界条件不同,腐蚀形态和腐蚀速度也不同,其中危害最大的是晶间腐蚀、选择性腐蚀、应力腐蚀、孔蚀等,可使系数破裂或穿孔,将会造成严重损失。由以上危害可见,清除系统积垢是非常必要的,对循环冷却水系统来说,清洗已成为必不可少的重要配套技术。

二、冷却水系统的结垢形态

冷却水系统结垢主要来自如下三个方面:

1、生物粘泥:又称软泥或软垢,是冷却水中的微生物大量繁殖造成。细菌通常以单细胞或多细胞的菌落生存,如条件适宜,1小时就可繁殖12亿个。循环冷却水是一个特殊的生态环境,水温25-40℃和PH6.5-8.5恰好是多种微生物生长的适宜条件,加上循环浓缩使营养源和氧均增加,因此有利于微生物的繁殖而造成生物软泥。

2、介质沉积:随冷却水的不断蒸发,使水中盐份浓度逐渐增大,当浓度大

于溶解度时,则在换热面上沉积下来,这类垢主要是CaCO

3、CaSO

4

、CaSiO

3

、SiO

2

等。

3、腐蚀产物:设备停用期间空气侵入而腐蚀金属,形成的腐蚀产物有FeO、

Fe

2O

3

、Fe

3

O

4。

运行期间水中溶解的单质氧、二氧化碳、高介金属的离子等氧化剂

腐蚀金属,腐蚀过程非常复杂,腐蚀形态多种多样。但最终结果都是金属氧化物或金属盐类。

三、解决防垢的方法

目前主要有:①化学方法,即在循环水中添加阻垢剂,如聚磷酸盐

[Na5P3O10、(NaPO3)6等]、有机磷类阻垢剂(同碳二磷酸、羧基磷酸等)、有机低分子量聚合物阻垢剂(聚丙烯酸或钠盐等);②物理方法,如磁处理技术、静电处理技术、超声波处理技术和电子除垢技术,表面改性技术也属于这一种;但即使采用了防结垢技术, 也必须时刻注意结垢情况,随时采取除垢措施,这样不仅可以提高冷凝器的传热效率, 还可以延长蒸发式冷凝器的使用寿命。

四、冷却水系统的化学清洗

应根据循环水量来计算运用杀生剂、剥离剂、缓蚀剂、成膜剂等,根据水垢的厚度、性质确定缓释清洗剂的用量,因为蒸发式冷凝器为一先进的冷凝镀锌设备,对化学清洗的要求相当高,操作须异常严谨,确保在“零”腐蚀的情况下完成整个清洗除垢过程。

清洗工艺:杀生→剥离→缓释清洗→清渣。

1、首先人工清理软垢及脱落垢,减少清洗剂用量和减少清洗操作时间。

2、加入杀生剂:在系统循环下杀死微生物。

3、剥离软泥:微生物软泥杀死后与系统内壁分离,有利于清洗剂的进入,提高清洗效果。

4、缓释酸性清洗:向系统投入缓蚀剂、成膜剂、润湿剂、表面活性剂及缓释清洗剂,随着整个循环系统清洗的进行,逐步补加缓释清洗剂,直至清洗终点。清洗效果

1、除垢面积达到原水垢覆盖面积的90%以上,(其中不包括随风向变化水淋在蒸发冷外壁的积垢)。

2、清除积垢的同时,必须确保设备的安全,加入缓蚀剂应有效抑制清洗剂对设备材质产生点蚀,晶间腐蚀、应力腐蚀、选择性腐蚀,加入成膜剂控制为“零”腐蚀。

五、蒸发式冷凝器清洗的具体操作步骤

1.首先确定水垢的性质,目前的清洗方法只能清洗碳酸盐水垢(即能快速溶

解在盐酸中),对难溶垢可采取运行除垢的方法进行。

2.将散热片中的水垢用人工的方法清理掉,减少用酸量(包括贮水槽中的脏

物)。

3.检查布水喷头,并清理,确保畅通。利于药液清洗时喷淋均匀。

4.投料时,先加入缓蚀剂、成膜剂充分搅匀后,一边搅拌一边加入盐酸,控

制量为3%即可,以免清洗速度过快,药液外逸。(注:在没加入盐酸前,不可开泵循环。)

5.随着清洗的进行酸的浓度会降低,可一边搅拌,一边加入补充的盐酸,控

制酸量不高于5%即可。(实验数据盐酸可加10%清洗时注意不要太高)

6.液位的控制:水量一般在25-30cm高时,循环泵可运转正常,但投加缓蚀

剂时,要一次性加足量(液位的计算包括补充酸的量),以免水垢过厚补充酸量过大造成液位过高,使缓蚀剂的量达不到要求。

7.蒸发冷凝器运行时,水管喷淋末端,水量不足,可用耐酸自吸泵吸取槽内

药液,加以补充喷淋,提高清洗效果。

8.清洗结束,将药液排掉,将水加满贮水槽,开机循环几分钟后,再将水排

掉,然后清理贮槽内的渣子,然后水冲洗后可投入使用。(清洗后管壁上粘有一层淡黄色药膜,属正常现象,开机运转水冲洗半天后将光亮如新。)

北京市京科伦冷冻设备有限公司

2010.06.04

蒸发器的原理以及分类

除湿机蒸发器又称冷却器,它是制冷循环中直接制冷的器件,一般装在室内机组中。 蒸发器的种类很多,很大一部分蒸发器主要用来冷却空气,即表面冷却式蒸发器;还有少部分是用来冷却水的蒸发器,即冷水机组。 1.冷却空气的蒸发器(表面冷却式蒸发器) 1)表面冷却式蒸发器的工作原理。表面冷却式蒸发器的工作过程是一个汽化吸热过程。制冷剂经节流过程后,成为气液混合体,但其中液体占大部分。降压后的制冷剂液体在蒸发器中流动时,激烈的进行吸热汽化,称为沸腾,这一步才是获得制冷效应的热力过程,是制冷系统的最终目的,这一过程在蒸发器内进行,此后制冷剂变为气态再经过压缩进入空气冷凝过程。 蒸发器吸收的热量来自于两部分:一是冷却空气所放出的显热;二是空气中水蒸气冷凝时放出的潜热。换句话说,空调器的制冷量一部分用于降低被冷却空气的温度,另一部分用于空气中水蒸气的冷凝(除湿)。2)表面冷却式蒸发器的结构。表面冷却式蒸发器的结构与空气冷凝器一样,只是外观造型不一样,它也是用风机鼓动空气强迫对流式的蒸发器。 2.冷水机组蒸发器 3.冷水机组过去是大。中型的机组,一般用于中央空调中,以水作为介质,把冷源送往各个房间。目前 已发展至制冷量为23250W左右的小型制冷装置,甚至更小的冷水机组,作为一种称为模块式的冷水机组。这种机组体积小,搬运灵活,安装场地小,可以几台并列安装,组合使用,较适宜于户式中央空调器。 冷水机组的制冷剂都是水,用于空调中以冷却水为介质的蒸发器,最常用的有以下两种类型。1)干式壳管式蒸发器 干式壳管式蒸发器的实物外形及其结构。一个细长的筒体两端有圆板,用焊接形式与筒体结合,并有一定的密闭性。管板上有许多管孔,将蒸发管插入管孔,并露出管板外,用管密封或焊接密封。管板外再盖以端盖,端盖与管板接触面有垫片充填密封,并用螺旋紧固。端盖上有分隔肋,把端盖内腔分为几个部分,一般是一分为四,这样就分成四个流程。筒体上的两端各焊接一段钢管,管口装有法兰,一遍与水管连接,铜管内装有十多块者流板,一只端盖上有进出口接管,进口小,出口大,并装有法兰,一遍与系统连接。这就是干式壳管式蒸发器的结构。

单效蒸发及计算汇总

单效蒸发及计 算 一.物料衡算 二.能量衡算 1.可忽略溶液稀释热的情况 三.传热设备的计算 1.传热的平均温度差 四.蒸发强度与加热蒸汽的经济性 1.蒸发器的生产能力和蒸发强度 一.物料衡算(material balance) 2.溶液稀释热不可忽略的情况 2.蒸发器的传热 系数 2.加热蒸汽的经 济性 对图片5-13 所示的单效蒸发器进行溶质的质量衡算,可得 由上式可得水的蒸发量及完成液的浓度分 别为 (5- 1) (5- 2) 3.传热面积计算 式中

F———原料液量,kg/h ; W———水的蒸发量,kg/h ; L———完成液量,kg/h ; x0———料液中溶质的浓度,质量分率; x1———完成液中溶质的浓度,质量分率。 二.能量衡算(energy balance) 仍参见图片(5-13) ,设加热蒸汽的冷凝液在饱和温度下排出,则由蒸发器的热量衡算得 (5-3) 或(5-3a ) 式中 D———加热蒸汽耗量,kg/h ; H———加热蒸汽的焓,kJ/kg ; h0———原料液的焓,kJ/kg ; H'———二次蒸汽的焓,kJ/kg ; h1———完成液的焓,kJ/kg ; hc ———冷凝水的焓,kJ/kg ; QL———蒸发器的热损失,kJ/h ; Q———蒸发器的热负荷或传热速率,kJ/h 。 由式5-3 或5-3a 可知,如果各物流的焓值已知及热损失给定,即可求出加热蒸汽用量D 以及蒸发器的热负荷Q

溶液的焓值是其浓度和温度的函数。对于不同种类的溶液,其焓值与浓度和温度的这种函数关系有很大的差异。因此,在应用式5-3 或5-3a 求算D 时,按两种情况分别讨论:溶液的稀释热可以忽略的情形和稀释热较大的情形。 1.可忽略溶液稀释热的情况 大多数溶液属于此种情况。例如许多无机盐的水溶液在中等浓度时,其稀释的热效应均较小。对于这种溶液,其焓值可由比热容近似计算。若以0℃的溶 液为基准,则 (5-4) (5-4a ) 将上二式代入式5-3a 得 (5-3b) 式中 t0———原料液的温度,℃; t1———完成液的温度,℃; C0———原料液的比热容,℃; C1———完成液的比热容,℃ ; 当溶液溶解的热效应不大时,其比热容可近似按线性加合原则,由水的比热容和溶质的比热容加合计算,即 (5-5) (5-5a) 式中 CW———水的比热容,℃;

蒸发基本原理

蒸发的基本原理 前言 使含有不挥发溶质的溶液沸腾汽化并移出蒸汽,从而使溶液中溶质浓度提高的单元操作称为蒸发,所采用的设备称为蒸发器。蒸发操作广泛应用于化工、石油化工、制药、制糖、造纸、深冷、海水淡化及原子能等工业中。 蒸发操作中的热源厂采用新鲜的饱和水蒸汽,又称生蒸汽。从溶液中蒸出的蒸汽称为二次蒸汽,以区别于生蒸汽。在操作中一般用冷凝方法将二次蒸汽直接冷凝,而不利用其冷凝热的操作称为单效蒸发。若将二次蒸汽引到下一效蒸发器作为加热蒸汽,以利用其冷凝热,这种串联蒸发操作称为多效蒸发。 蒸发操作可以在加压、常压或减压下进行,工业上的蒸发操作经常在减压下进行,这种操作称为真空蒸发。真空蒸发的特点在于:1. 减压下溶液的沸点下降,有利于处理热敏性物料,且可利用低压强的蒸汽或废蒸汽作为热源。2. 溶液的沸点随所处的压强减小而降低,故对相同压强的加热蒸汽而言,当溶液处于减压时可以提高传热总温度差;但与此同时,溶液的粘度加大,使总传热系数下降。3. 真空蒸发系统要求有造成减压的装置,使系统的投资费用和操作费用提高。 一般情况下,经浓缩后的液体为产品,二次蒸汽冷凝液则被排除;蒸发过程的实质是传热壁面一侧的蒸汽冷凝与另一侧的溶液沸腾间的传热过程,溶剂的汽化速率由传热速率控制,故蒸发属于热量传递过程,但又有别于一般传热过程,因为蒸发过程具有以下特点: 1)传热性质传热壁面一侧为加热蒸汽进行冷凝,另一侧为溶液进行沸腾,故属于避免两侧流体均有相变的恒温传热过程。 2)溶液性质有些溶液在蒸发过程中有晶体析出、易结垢和生泡沫、高温下易分解和聚合;溶液的粘度在蒸发过程中逐渐增大,腐蚀性逐渐增强。 3)溶液沸点的改变含有不挥发溶质的溶液,其蒸汽压较同温度下溶剂(即纯水)的为低,换言之,在相同压强下,溶液的沸点高于纯水的沸点,故当加热蒸汽一定时,蒸发溶液的传热温度差要小于蒸发水的温度差。溶液浓度越高这种现象越显著。 4)泡沫夹带二次蒸汽中常夹带大量液沫,冷凝前必须设法除去,否则不但损

蒸发冷却空调技术

蒸发冷却空调技术 一原理介绍 蒸发冷却空调技术是一项利用水蒸发吸热制冷的技术。水在空气中具有蒸发能力。在没有别的热源的条件下,水与空气间的热湿交换过程是空气将显热传递给水,使空气的温度下降。而由于水的蒸发,空气的含湿量不但要增加,而且进入空气的水蒸气带回一些汽化潜热。当这两种热量相等时,水温达到空气的湿球温度。只要空气不是饱和的,利用循环水直接(或通过填料层)喷淋空气就可获得降温的效果。在条件允许时,可以将降温后的空气作为送风以降低室温,这种处理空气的方法称为蒸发冷却空调。蒸发冷却空调技术是一种环保、高效、经济的冷却方式。 二形式分类 蒸发冷却空调系统的形式,可分为全空气式和空气-水式蒸发冷却空调系统两种形式,当通过蒸发冷切处理后的空气,能承担空调区的全部显热负荷和散湿量时,系统应选全空气式系统;当通过蒸发冷却处理后的空气仅承担空调区的全部散湿量和部分显热负荷,而剩余部分显热负荷由冷水系统承担时,系统应选空气-水式系统。空气-水式系统中,水系统的末端设备可选用辐射板、干式风机盘管机组等。 全空气蒸发冷却空调系统,根据空气的处理方式,可采用直接蒸发冷却、间接蒸发冷却和组合式蒸发冷却(直接蒸发冷却与间接蒸发冷却混合的蒸发冷却方式)。 三技术分析 1直接蒸发冷却 直接蒸发冷却(简称DEC)是指空气与水大面积的直接接触,由于水的蒸发使空气和水的温度都降低,此过程中而空气的含湿量有所增加,空气的显热转化为潜热,这是一个绝热加湿过程。整个蒸发冷却过程要在冷却塔、喷水室或其他绝热加湿设备内实现。

目前,直接蒸发冷却器主要有两种类型:一类是将直接蒸发冷却装置与风机组合在一起,成为单元式空气蒸发冷却器;另一类是将直接蒸发冷却装置设在组合式空气处理机组内作为直接蒸发冷却段。 填料或介质是直接蒸发冷却器的核心部件。目前,填料主要有木丝填料、刚性填料和合成填料三种。适宜的填料不仅能提高冷却效果,还具有过滤功能。黄翔[1]总结了国内外直接蒸发冷却技术研究进展,从填料的传热传质性能、填料的净化性能、直接蒸发冷却器的应用三个方面作了叙述。 2间接蒸发冷却 间接蒸发冷却(简称IEC)是指把直接蒸发冷却过程中降温后的空气和水通过非接触式换热器冷却待处理的空气,那么就可以得到温度降低而含湿量不变的送风空气,此过程为等湿冷却过程。若把直接蒸发冷却中用的空气称二次空气,待处理的空气称一次空气,则可得到用间接蒸发冷却装置。 间接蒸发冷却器的核心部件是空气-空气换热器,目前间接蒸发冷却器主要有板翅式、管式和热管式三种,不论是哪种换热器都具有两个互不相通的空气通道。循环水和二次空气接触产生蒸发冷却的是湿通道(湿侧),一次空气通过的是干通道(干侧)。借助两个通道的间壁,一次空气得到冷却。黄翔[2]简单的介绍了国内外板翅式间接蒸发冷却器、管式间接蒸发冷却器、热管式间接蒸发冷却器和露点式间接蒸发冷却器的发展现状。 3 组合式蒸发冷却 组合式蒸发冷却系统是直接蒸发冷却与间接蒸发冷却相结合的二级或三级甚至四级冷却方式,即组合式蒸发冷却方式的二级蒸发冷却是指在一个间接蒸发冷却器后,再串联一个直接蒸发冷却器;三级蒸发冷却是指在两个间接蒸发冷却器串联后,再串联一个直接蒸发冷却器。黄翔[3]介绍多级蒸发冷却空调系统、除湿与蒸发冷却相结合的空调系统、半集中式蒸发冷却空调系统、建筑物被动蒸发冷却技术、蒸发冷却自动控制系统及蒸发冷却水质处理的研究情况,给出了一些成功案例。 四优缺点分析 1 蒸发冷却空调与传统的压缩机型空调相比,具有以下优点: 1)初投资的成本低;约为传统机械制冷的1/2,机械制冷系统的造价为400

多效蒸发器设计计算

多效蒸发器设计计算 (一) 蒸发器的设计步骤 多效蒸发的计算一般采用迭代计算法 (1) 根据工艺要求及溶液的性质,确定蒸发的操作条件(如加热蒸汽压强及冷凝 器压强)、蒸发器的形式(升膜蒸发器、降膜蒸发器、强制循环蒸发器、刮膜蒸发器)、流程和效数。 (2) 根据生产经验数据,初步估计各效蒸发量和各效完成液的组成。 (3) 根据经验,假设蒸汽通过各效的压强降相等,估算各效溶液沸点和有效总温 差。 (4) 根据蒸发器的焓衡算,求各效的蒸发量和传热量。 (5) 根据传热速率方程计算各效的传热面积。若求得的各效传热面积不相等,则 应按下面介绍的方法重新分配有效温度差,重复步骤(3)至(5),直到所求得的各效传热面积相等(或满足预先给出的精度要求)为止。 (二) 蒸发器的计算方法 下面以三效并流加料的蒸发装置为例介绍多效蒸发的计算方法。 1.估值各效蒸发量和完成液组成 总蒸发量 (1-1) 在蒸发过程中,总蒸发量为各效蒸发量之和 W = W 1 + W 2 + … + W n (1-2) 任何一效中料液的组成为 (1-3) 一般情况下,各效蒸发量可按总政发来那个的平均值估算,即 (1-4) 对于并流操作的多效蒸发,因有自蒸发现象,课按如下比例进行估计。例如,三效W1:W2:W3=1:1.1:1.2 (1-5) 以上各式中 W — 总蒸发量,kg/h ; W 1,W 2 ,… ,W n — 各效的蒸发量,kg/h ; F — 原料液流量,kg/h ; x 0, x 1,…, x n — 原料液及各效完成液的组成,质量分数。 2.估值各效溶液沸点及有效总温度差 欲求各效沸点温度,需假定压强,一般加热蒸汽压强和冷凝器中的压强(或末效压强)是给定的,其他各效压强可按各效间蒸汽压强降相等的假设来确定。即 (1-6) 式中 — 各效加热蒸汽压强与二次蒸汽压强之差,Pa ; — 第一效加热蒸汽的压强,Pa ; — 末效冷凝器中的二次蒸汽的压强,Pa 。 多效蒸发中的有效传热总温度差可用下式计算: (1-7) 式中 — 有效总温度差,为各效有效温度差之和,℃; — 第一效加热蒸汽的温度,℃; — 冷凝器操作压强下二次蒸汽的饱和温度,℃; — 总的温度差损失,为各效温度差损失之和,℃。 p ?1p k p '∑∑? -'-=?)(1k T T t ∑?t 1T k T '∑?

蒸发计算方法综述

蒸发计算方法综述 摘要:蒸发是地球表面水量和能量平衡中的重要分量,对于区域气候、旱涝变化趋势,水资源形成及变化规律,水资源评价等方面的研究有着重要作用。本文列举了常用的几种蒸发计算方法,对每种方法的优缺点进行了简要概括,并提出了未来蒸发计算方法的发展方向。 关键词:蒸发计算方法 1 关于蒸发的几个概念 蒸发(Evaporation)是水循环和水平衡的基本要素之一。水分从液态变为汽态的过程称为蒸发。它涉及地球表层中能量循环和物质转化最为强烈的活动层——土壤-植物-大气系统(SPAC),常受下垫面条件(如地形、土壤质地、土壤水分状况等)、植物生理特性(如植物种类、生长过程等)和气象因素(如太阳辐射、温度、湿度、风速等)等诸多因素的影响。因此,蒸发蒸腾问题成为水文学、气象学、农学等多个学科领域的关注焦点。 发生在海洋、江河、湖库等水体表面的蒸发,称为水面蒸发,它仅受太阳辐射等气象因素的热能条件制约,故又可称为蒸发能力。发生在土壤表面或岩体表面的蒸发,通常称为土壤蒸发。发生在植物表面的蒸发,称为植物蒸腾或植物蒸散发。发生在一个流域或区域内的水面蒸发、土壤蒸发和植物蒸腾的总和称为流域蒸散发或陆地蒸发。陆地蒸发不仅取决于热能条件,还取决于可以供应蒸发的水分条件,即供水条件。 蒸发蒸腾(Evaportranspiration,简称ET)包括土壤蒸发和植被蒸腾,在全球水文循环中起着重要的作用。 ET):为一种假想参考作物的蒸发蒸腾速率。假想作物的参考作物蒸发蒸腾量( 高度为0.12m,固定的叶面阻力为70s/m,反射率为,非常类似于表面开阔、高度一致、 ET的计量单位以水深表示,生长旺盛、完全覆盖地面且不缺水的绿色草地蒸发蒸腾量。 单位为mm;或用一定时段内的日平均值表示,单位为mm/d。 2 直接测定法 蒸发皿测定法 1687年英国天文学家Halley使用蒸发器测定蒸发量揭开了水面蒸发观测的序幕。蒸

蒸发式冷凝器运原理

蒸发式冷凝器运原理

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蒸发式冷凝器的运用原理 蒸发式冷凝器的工作原理是将需要冷凝的高温蒸汽从换热盘管上部进口送入盘管内,高温蒸汽在换热盘管内放出热量而自身被冷却后发生相变冷凝为液体。在换热盘管外部以循环喷淋水为冷却介质,喷淋水在换热盘管外表面上形成一层均匀的水膜,水膜吸收盘管内热蒸汽放出的热量而蒸发,再通过风机将水蒸汽带出蒸发式冷凝器而将盘管内的热量带走。 当被冷凝的蒸汽介质温度高于80℃时,喷淋水容易在换热盘管外表面形成水垢,严重影响换热效果和设备使用寿命。为了避免这种情况的发生,我公司设计了带翅片管预冷却器的蒸发式冷凝器,其工作原理是将高温蒸汽先经过翅片管预冷却器采用风冷形式冷却到65℃以下再进入冷凝盘管进行蒸发冷凝。增加预冷却器可以有效的缓解结垢问题,同时由于预冷却器采用风冷换热方式即充分利用了风的显热换热使蒸发式冷凝器更加节水节电。 本图为顺流蒸发式冷凝器。

蒸发式冷凝器常用的形式分为逆流式和顺流式。以上这张图为逆流式具有处理量大、结构紧凑、占地面积小的优点;顺流式相对逆流式来说增加了冷却填料可以达到更低的终冷温度,更能适应南方的高湿球温度环境。 产品部件介绍 1、冷凝盘管(不锈钢波纹管) 我公司的蒸发式冷凝器冷凝盘管有不锈钢波纹管和碳钢镀锌圆管两种形式供不同用户选择。 不锈钢波纹管是我公司重点推荐的盘管形式,相对碳钢镀锌管不锈钢波纹管有如下优势: 第一:使用寿命长 应用于蒸发式冷凝器的碳钢换热管镀锌工艺是从制冷行业发展起来的,制冷行业是蒸发式冷凝器应用最早的行业,在洁净的空气中镀锌层确实有很好的防腐效果。可如果蒸发式冷凝器应用于化工行业,化工厂空气中会有酸或碱存在,面对酸碱的腐蚀,不锈钢比碳钢镀锌层的防腐性能有本质的提高。 第二:能够阻止结垢 波纹管表面曲率大,流体在内外表面流动时湍流程度高,污垢难以形成堆积;同时波纹管具有较强的轴向伸缩能力,当温度发生变化时波纹管与垢层之间的伸缩能力不同,二者之间产生较大拉脱力,使垢层破裂脱落。同时与镀锌管相比不锈钢管表面光滑也不利于污垢的堆积。 第三:传热系数高 波纹管独特的外形使管内介质更容易形成湍流,使管内壁滞留层变薄,提高了传热系数。 第四:更易形成均匀的水膜,蒸发效果好。 独特的外形结构使波纹管外表面形成的水膜更均匀,不易形成干点,蒸发效果更好。 2、冷凝盘管(碳钢镀锌圆管) 为了满足不同用户的需求和适应较洁净空气环境,我公司也提供碳钢镀锌管束。

单效蒸发及计算

单效蒸发及计算 一.物料衡算(materialbalance) 对图片5-13所示的单效蒸发器进行溶质的质量衡算,可得 由上式可得水的蒸发量及完成液的浓度分别为 (5-1) (5-2) 式中 F———原料液量,kg/h; W———水的蒸发量,kg/h; L———完成液量,kg/h; x0———料液中溶质的浓度,质量分率; x1———完成液中溶质的浓度,质量分率。 二.能量衡算(energybalance) 仍参见图片(5-13),设加热蒸汽的冷凝液在饱和温度下排出,则由蒸发器的热量衡算得

(5-3) 或(5-3a) 式中 D———加热蒸汽耗量,kg/h; H———加热蒸汽的焓,kJ/kg; h0———原料液的焓,kJ/kg; H'———二次蒸汽的焓,kJ/kg; h1———完成液的焓,kJ/kg; hc———冷凝水的焓,kJ/kg; QL———蒸发器的热损失,kJ/h; Q———蒸发器的热负荷或传热速率,kJ/h。 由式5-3或5-3a可知,如果各物流的焓值已知及热损失给定,即可求出加热蒸汽用量D以及蒸发器的热负荷Q。 溶液的焓值是其浓度和温度的函数。对于不同种类的溶液,其焓值与浓度和温度的这种函数关系有很大的差异。因此,在应用式5-3或5-3a求算D时,按两种情况分别讨论:溶液的稀释热可以忽略的情形和稀释热较大的情形。 1.可忽略溶液稀释热的情况 大多数溶液属于此种情况。例如许多无机盐的水溶液在中等浓度时,其稀释的热效应均较小。对于这种溶液,其焓值可由比热容近似计算。若以0℃的溶液为基准,则 (5-4) (5-4a) 将上二式代入式5-3a得

(5-3b) 式中 t0———原料液的温度,℃; t1———完成液的温度,℃; C0———原料液的比热容,℃; C1———完成液的比热容,℃; 当溶液溶解的热效应不大时,其比热容可近似按线性加合原则,由水的比热容和溶质的比热容加合计算,即 (5-5) (5-5a) 式中 CW———水的比热容,℃; CB———溶质的比热容,℃。 将式5-5与5-5a联立消去CB并代入式5-2中,可得 ,再将上式代入式5-3b中,并整理得 (5-6) 由于已假定加热蒸汽的冷凝水在饱和温度下排出,则上式中的即为加热蒸汽的冷凝潜热,即 (5-7) 但由于溶液的沸点升高,二次蒸汽的温度与溶液温度t1并不相同(下面还要详细讨论)。但作为近似,可以认为 (5-8) 式中

蒸发量计算的基础知识

冷却塔蒸发量计算的基础知识 总冷却循环水量的蒸发量=E + C ☆基础热力学☆基础空气调节学 E=72 × Q × ( X1 – X2)=L ×△t /600 E : 蒸发量kg/h Q : 风量CMM X1 : 入口空气的绝对湿度kg/kg (absolute humidity) X2 : 出口空气的绝对湿度kg/kg (absolute humidity) △t : 冷却水出入口的温度差℃ L : 循环水量kg/h §局部蒸发量C 这是由冷却水塔本身结构上所引起。当冷却循环水的压力<相同条件下水的蒸发压力,冷却循环水的系统会有闪烁(flash)发生,造成局部蒸发现象(cavitation),这种蒸发量通常仅为冷却循环水量的0.1%以下。在计算局部蒸发量C 时,我们均假设局部蒸发量 C 占全部冷却循环水量的0.1%。 凉水塔补水=蒸发量+排污量+飘散损失+泄漏一般凉水塔内水份的蒸发量不大,约为进水量的1~2.5%. 1、蒸发量计算的基础知识 总冷却循环水量的蒸发量=E + C ☆基础热力学☆基础空气调节学 E=72 × Q × ( X1 – X2)=L ×△t /600 E : 蒸发量kg/h Q : 风量CMM X1 : 入口空气的绝对湿度kg/kg (absolute humidity) X2 : 出口空气的绝对湿度kg/kg (absolute humidity) △t : 冷却水出入口的温度差℃ L : 循环水量kg/h §局部蒸发量C 这是由冷却水塔本身结构上所引起。当冷却循环水的压力<相同条件下水的蒸发压力,冷却循环水的系统会有闪烁(flash)发生,造成局部蒸发现象(cavitation),这种蒸发量通常仅为冷却循环水量的0.1%以下。在计算局部蒸发量C 时,我们均假设局部蒸发量 C 占全部冷却循环水量的0.1%。

水冷、蒸发冷、风冷系统比较

水冷、蒸发冷、风冷系统比较 在制冷系统方案中,经常有客户问到风冷式制冷系统和水冷式制冷机组哪个好的问题?在此我们共同探讨一下。结合实际经验做如下论述;(考虑到大型制冷机组的风冷冷凝器数量偏多,通常很难布置,另一方面,过小的水冷制冷机组也不利于使用,因而对中等的风冷机组和与之相同的水冷制冷机组进行比较。) 从系统结构上,风冷式机组采用空气冷却方式(风扇降温);水冷机组采用冷却水冷却方式,水泵加冷却塔及循环管路对机组循环降温。因此风冷机组只需风冷冷凝器即风扇即可。而水冷冷水机组需配冷却塔,水泵、循环管路。从结构上水冷要复杂于风冷。 从冷量上:例如20HP比泽尔中高温压缩机4NCS20.2 在蒸发温度0度冷凝温度50度时为38.6KW冷量,功率13.65KW,而水冷在相同工况时冷量为44.5KW,功率为12.1KW.从冷量和用电量来说略优于风冷机组。但水冷水泵功率冷却塔风扇功率还未加入计算。 从适用范围:风冷制冷机组适用于所处地域水源紧张的地区;对年运行时数越长的制冷系统采用风冷制冷机组越有利;风冷制冷机组的年度综合费用低于水冷系统,但水冷系统若管理得法,补水量控制在3%以下,则水冷机组的年度费用要低于风冷系统。风冷冷水机组采用空气冷却方式,省去了冷却水系统所必不可少的冷却塔、冷却水泵和管道系统,避免水质过差地区造成冷凝器结垢、水管堵塞,还节约了水资源,是目前制冷设备产品中,保养维修最经济、简单的机种 水冷系统缺点:对于开式冷却循环水系统,由于冷却水吸收热量后,与空气接触,CO2逸入空气中,水中溶解氧和浊度增加,造成冷却循环水系统有4大问题:腐蚀、结垢、菌藻滋生及污泥。如果不对水质进行处理将严重损坏制冷设备,大幅度降低热交换效率,造成能源的浪费。因此,对系统水进行缓蚀、阻垢、杀菌灭藻处理是十分重要的。每年的水处理成本高,效果不可能达到100%的除垢。冷却循环水水质是关键。如果不对水质进行处理将严重损坏制冷设备及效率 风冷系统缺点:风冷制冷机组单位制冷量的耗电量略高于水冷机组,但风冷机组的年度综合费用与水冷机组基本持平稍低。技术经济分析结果表明,对于中、小型制冷机组配置风冷冷凝器是合理的。制冷机组年运行时间越长,采用风冷冷凝方式越有利。南方地区用于制冷的机组更适合采用风冷机组,从冷却条件看,南方地区湿球温度高,也对水冷机组不利。水冷机组冷却水补水量的多少是影响其费用的重要因素。 根据华南理工大学化工机械研究所对风冷、水冷和蒸发式冷凝器系统经济性研究的论文试验结果表明: 蒸发式冷凝器相对于风冷和水冷式冷凝器节省功耗约1/2,循环水量只占水冷式的1/8,通过试验评价,水冷式冷凝器和蒸发式冷凝器制冷系统的优越性在于冷凝器传热性能优良的冷却介质。蒸发式冷凝器散热性能比水冷式好,水冷式冷凝器制冷系统和制冷量都比蒸发式冷凝器系数大,但蒸发式冷凝器单位制冷量成本最低,性能最优越。 风冷式冷凝器运行维护最简单,设备投资也少,适合应用在水资源缺乏的地区。蒸发式冷凝器比风冷、水冷式冷凝器节能,节水,系统优越,水冷式冷凝器适合冷凝负荷大环境温度高的场合。 对于应用场合来说,蒸发式冷凝器可应用在大型制冷机组如螺杆及螺杆、活塞并联系统。(对应方式为一机组一蒸发冷);而水冷适合于中、小型系统上。可一塔供多机;而风冷应用于在中小型机组,一冷凝器一机组。 技术探讨:fayi@https://www.360docs.net/doc/9116703944.html, 上海浩爽实业有限公司是一家专业从事制冷工程设计、建造、安装售后一体的制冷公司。多年来,本着严谨求实、创新奋进的精神,公司一直致力于制冷工程领域,力求成为制冷行业最优秀工程商。 公司先后通过ISO9001:2008认证,中国制冷空调设备维修与安装企业资质认证;是中国制冷协会会员、上海市冷藏库协会会员;荣获全国冷链物流定点联系企业、中国冷链装备金牌服务商; 利用科学的设计理念、专业的计算机辅助仿真系统、和专业化的施工方案,精益求精的服务在广大的客户和

蒸发器原理结构简介

蒸发器主要由加热室及分离室组成。按加热室的结构和操作时溶液的流动情况,可将工业中常用的间接加热蒸发器分为循环型(非膜式)和单程型(膜式)两大类。 一、循环型(非膜式)蒸发器 这类蒸发器的特点是溶液在蒸发器内作连续的循环运动,以提高传热效果、缓和溶液结垢情况。由于引起循环运动的原因不同,可分为自然循环和强制循环两种类型。前者是由于溶液在加热室不同位置上的受热程度不同,产生了密度差而引起的循环运动;后者是依靠外加动力迫使溶液沿一个方向作循环流动。 (一)中央循环管式(或标准式)蒸发器 中央循环管式蒸发器,加热室由垂直管束组成,管束中央有一根直径较粗的管子。细管内单位体积溶液受热面大于粗管的,即前者受热好,溶液汽化得多,因此细管内汽液混合物的密度比粗管内的小,这种密度差促使溶液作沿粗管下降而沿细管上升的连续规则的自然循环运动。粗管称为降液管或中央循环管,细管称为沸腾管或加热管。为了促使溶液有良好的循环,中央循环管截面积一般为加热管总截面积的40%一100%。管束高度为1—2m;加热管直径在25~75mm之间、长径之比为20~40。 中央循环管蒸发器是从水平加热室、蛇管加热室等蒸发器发展而来的,相对于这些老式蒸发器而言,中央循环管蒸发器具有溶液循环好、传热效率高等优点;同时由于结构紧凑、制造方便、操作可靠,故应用十分广泛,有“标准蒸发器”之称。但实际上由于结构的限制,循环速度一般在~/s以下;且由于溶液的不断循环,使加·热管内的溶液始终接近完成液的浓度,故有溶液粘度大、沸点高等缺点;此外,这种蒸发器的加热室不易清洗。 中央循环管式蒸发器适用于处理结垢不严重、腐蚀性较小的溶液。 (二)悬筐式蒸发器

多效蒸发器设计计算

多效蒸发器设计计算 (一) 蒸发器的设计步骤 多效蒸发的计算一般采用迭代计算法 (1) 根据工艺要求及溶液的性质,确定蒸发的操作条件(如加热蒸汽压强 及冷凝器压强)、蒸发器的形式(升膜蒸发器、降膜蒸发器、强制循环 蒸发器、刮膜蒸发器)、流程和效数。 (2) 根据生产经验数据,初步估计各效蒸发量和各效完成液的组成。 (3) 根据经验,假设蒸汽通过各效的压强降相等,估算各效溶液沸点和有 效总温差。 (4) 根据蒸发器的焓衡算,求各效的蒸发量和传热量。 (5) 根据传热速率方程计算各效的传热面积。若求得的各效传热面积不相 等,则应按下面介绍的方法重新分配有效温度差,重复步骤(3)至(5), 直到所求得的各效传热面积相等(或满足预先给出的精度要求)为止。 (二) 蒸发器的计算方法 下面以三效并流加料的蒸发装置为例介绍多效蒸发的计算方法。 1.估值各效蒸发量和完成液组成 总蒸发量 (1-1) 在蒸发过程中,总蒸发量为各效蒸发量之和 W = W 1 + W 2 + … + W n (1-2) 任何一效中料液的组成为 (1-3) 一般情况下,各效蒸发量可按总政发来那个的平均值估算,即 (1-4) )110x x F W -=(n W W i =i i W W W F Fx x ---=210

对于并流操作的多效蒸发,因有自蒸发现象,课按如下比例进行估计。例如,三效W1:W2:W3=1:: (1-5) 以上各式中 W — 总蒸发量,kg/h ; W 1,W 2 ,… ,W n — 各效的蒸发量,kg/h ; F — 原料液流量,kg/h ; x 0, x 1,…, x n — 原料液及各效完成液的组成,质量分数。 2.估值各效溶液沸点及有效总温度差 欲求各效沸点温度,需假定压强,一般加热蒸汽压强和冷凝器中的压强(或末效压强)是给定的,其他各效压强可按各效间蒸汽压强降相等的假设来确定。即 (1-6) 式中 — 各效加热蒸汽压强与二次蒸汽压强之差,Pa ; — 第一效加热蒸汽的压强,Pa ; — 末效冷凝器中的二次蒸汽的压强,Pa 。 多效蒸发中的有效传热总温度差可用下式计算: (1-7) 式中 — 有效总温度差,为各效有效温度差之和,℃; — 第一效加热蒸汽的温度,℃; — 冷凝器操作压强下二次蒸汽的饱和温度,℃; — 总的温度差损失,为各效温度差损失之和,℃。 (1-8) 式中 — 由于溶液的蒸汽压下降而引起的温度差损失,℃; — 由于蒸发器中溶液的静压强而引起的温度差损失,℃; — 由于管路流体阻力产生压强降而引起的温度差损失,℃。 n p p p k '-=?1p ?1p k p '∑∑?-'-=?)(1k T T t ∑?t 1T k T '∑?∑∑∑∑?'''+?''+?'=??'?''?'''

三效蒸发器相关课程设计--

中南民族大学 化工专业课程设计 学院:化学与材料科学学院 专业:化学工程与工艺年级:2011级题目:KNO3水溶液三效蒸发工艺设计 学生姓名:888 学号:888888 指导教师姓名:888 职称: 教授 2014年12 月29 日

化工专业课程设计任务书 设计题目:KNO 水溶液三效蒸发工艺设计 3 设计条件: 1.年处理能力为7.92×104 t/a KNO3水溶液; 2.设备型式中央循环管式蒸发器; 3.KNO3水溶液的原料液浓度为8%,完成液浓度为48%,原料液温度为20℃,比热容为3.5kJ/(kg. ℃); 4.加热蒸汽压力为400kPa(绝压),冷凝器压力为20kPa(绝压); 5.各效加热蒸汽的总传热系数:K1=2000W/(m2?℃);K2=1000W/(m2?℃);K3=500W/(m2?℃); 6.各效加热蒸汽的冷凝液均在饱和温度下排出。各效传热面积相等,并忽略浓缩热和热损失,不计静压效应和流体阻力对沸点的影响; 7.每年按300天计,每天24小时运行; 设计任务: 1.设计方案简介:对确定的工艺流程进行简要论述。 2.蒸发器和换热器的工艺计算:确定蒸发器、换热器的传热面积。 3.蒸发器的主要结构尺寸设计。 4.主要辅助设备选型,包括气液分离器及换热器等。 5.绘制KNO3水溶液三效蒸发装置的流程图及蒸发器设备工艺简图、。 姓名: 班级:化学工程与工艺专业 学号: 指导教师签字:

目录 1 概述 (1) 1.1 蒸发简介 (1) 1.2 蒸发操作的分类 (1) 1.3 蒸发操作的特点 (4) 1.4蒸发设备 (4) 2设计条件及设计方案说明 (5) 2.1设计方案的确定以及蒸发器选型 (5) 2.2工艺流程简介 (6) 3. 物性数据及相关计算 (7) 3.1蒸发器设计计算 (7) 3.1.1估计各效蒸发量和完成液浓度 (8) 3.1.2 估计各效蒸发溶液的沸点和有效总温度差 (8) 3.1.3加热蒸汽消耗量和各效蒸发水量的初步计算 (10) 3.1.4蒸发器传热面积的估算 (12) 3.1.5有效温度的再分配 (12) 3.1.6重复上述计算步骤 (13) 3.1.7计算结果 (16) 3.1.8蒸发器设备计算和说明 (17) 3.1.9 辅助设备的选择 (19) 3.2换热器设计计算 (23) 3.3管道管径的计算 (24) 4对本设计的自我评述 (24)

蒸发计算方法综述

蒸发 摘要:蒸发是地球表面水量和能量平衡中的重要分量,对于区域气候、旱涝变化趋势,水资源形成及变化规律,水资源评价等方面的研究有着重要作用。本文列举了常用的几种蒸发计算方法,对每种方法的优缺点进行了简要概括,并提出了未来蒸发计算方法的发展方向。 关键词:蒸发 计算方法 1 关于蒸发的几个概念 蒸发(Evaporation )是水循环和水平衡的基本要素之一。水分从液态变为汽态的过程称为蒸发。它涉及地球表层中能量循环和物质转化最为强烈的活动层——土壤-植物-大气系统(SPAC ),常受下垫面条件(如地形、土壤质地、土壤水分状况等)、植物生理特性(如植物种类、生长过程等)和气象因素(如太阳辐射、温度、湿度、风速等)等诸多因素的影响。因此,蒸发蒸腾问题成为水文学、气象学、农学等多个学科领域的关注焦点。 发生在海洋、江河、湖库等水体表面的蒸发,称为水面蒸发,它仅受太阳辐射等气象因素的热能条件制约,故又可称为蒸发能力。发生在土壤表面或岩体表面的蒸发,通常称为土壤蒸发。发生在植物表面的蒸发,称为植物蒸腾或植物蒸散发。发生在一个流域或区域内的水面蒸发、土壤蒸发和植物蒸腾的总和称为流域蒸散发或陆地蒸发。陆地蒸发不仅取决于热能条件,还取决于可以供应蒸发的水分条件,即供水条件。 蒸发蒸腾(Evaportranspiration ,简称ET )包括土壤蒸发和植被蒸腾,在全球水文循环中起着重要的作用。 参考作物蒸发蒸腾量(0ET ):为一种假想参考作物的蒸发蒸腾速率。假想作物的高度为0.12m ,固定的叶面阻力为70s/m ,反射率为0.23,非常类似于表面开阔、高度一致、生长旺盛、完全覆盖地面且不缺水的绿色草地蒸发蒸腾量。0ET 的计量单位以水深表示,单位为mm ;或用一定时段内的日平均值表示,单位为mm/d 。 2 直接测定法 2.1 蒸发皿测定法 1687年英国天文学家Halley 使用蒸发器测定蒸发量揭开了水面蒸发观测的序幕。蒸发皿测定法主要包括大型蒸发池和小型蒸发器。大型蒸发池(20E 面积20m 2或100E 面积100m 2)的蒸发资料虽然能够代表大水体的实际水面蒸发,但由于造价太高,不可能所

双效降膜蒸发器工作原理及其在制药行业的运用

做客专家:南京金日制药装备有限公司高级工程师陈晓东 本期议题:双效浓缩器具有节能优势 浓缩工段对于制药企业来说是能耗的重头。在很多企业,其能耗要占到企业蒸气总消耗的60%以上。目前,有不少制药企业在浓缩工段仍使用单效浓缩器, 这是很不经济的。据估算,双效浓缩器比单效浓缩器节省蒸气消耗45%以上,节 约冷却用水47%以上,而且也可减少对环境的污染。 ■单效浓缩设备能耗大探因 单效外循环浓缩器装置主要是由加热器、蒸发器、冷凝器、冷却器和受液罐组成。需要浓缩的料液通过加热器的管程受蒸气加热达到沸点温度,经上升管由切线方向进入蒸发室迅速蒸发。其中未经汽化、比重较大的液滴受离心力的作用而被甩到器壁上,从而在重力的作用下,下落到蒸发器下部,由于蒸发器与加热器是通过下降管互相连接的装置,故未能蒸发的液体又通过下降管回到加热器中再被加热,如此循环加热蒸发,使得溶液中的溶媒不断汽化被带出,使溶液中的溶质浓度不断升高,最终达到所需要的浓度。而已经汽化的溶媒蒸气则从蒸发器上口通过捕沫器进入冷凝器被冷凝成液体再进入下方的接收器中,根据需要可以回收利用。 这里的能源消耗主要是两个方面:一是在加热器内用于加热稀溶液使溶液中溶媒蒸发所消耗的生蒸气;另一个就是使已经汽化的溶媒蒸气再冷凝成溶媒液体时,在冷凝器中所需要的冷却水。前者需要供给热量,而后者需要带走热量。被加热的溶液所产生的溶媒蒸气含有大量的热能,在这里不但没有得到利用,相反还要消耗大量的冷却水来冷却它。产量越大,即蒸发量越大,供给的热量越多,所需的蒸气就越多,而同时所消耗的冷却水也越多。这就是单效浓缩器能耗大的原因所在。 ■双效浓缩器节能原因探究 如果能将溶媒蒸气继续利用,将其作为热源,用来加热或蒸发溶液,不就可以节约一部分蒸气消耗了吗?将这部分溶液里蒸发出来的溶媒蒸气导入另一个加热器来用作热源,以继续加热所需加热的溶液,即增加一套加热器和蒸发器装置,这就是双效浓缩器。 一般来说,在蒸发装置中,为了降低溶液的蒸发温度,通常在一定的真空状态下进行。这不仅可以保持物料中的热敏性物质不被破坏,还可以增大传热温度

多效蒸发器设计计算

多效蒸发器设计计算 Prepared on 22 November 2020

多效蒸发器设计计算(一)蒸发器的设计步骤 多效蒸发的计算一般采用迭代计算法 (1)根据工艺要求及溶液的性质,确定蒸发的操作条件(如加热蒸汽压强及冷凝器压强)、蒸发器的形式(升膜蒸发器、降膜蒸发器、强制循环蒸发器、刮 膜蒸发器)、流程和效数。 (2)根据生产经验数据,初步估计各效蒸发量和各效完成液的组成。 (3)根据经验,假设蒸汽通过各效的压强降相等,估算各效溶液沸点和有效总温差。 (4)根据蒸发器的焓衡算,求各效的蒸发量和传热量。 (5)根据传热速率方程计算各效的传热面积。若求得的各效传热面积不相等,则应按下面介绍的方法重新分配有效温度差,重复步骤(3)至(5),直到所 求得的各效传热面积相等(或满足预先给出的精度要求)为止。 (二)蒸发器的计算方法 下面以三效并流加料的蒸发装置为例介绍多效蒸发的计算方法。 1.估值各效蒸发量和完成液组成 总蒸发量(1-1) 在蒸发过程中,总蒸发量为各效蒸发量之和 W = W1 + W2 + … + W n (1-2) 任何一效中料液的组成为 (1-3) 一般情况下,各效蒸发量可按总政发来那个的平均值估算,即

(1-4) 对于并流操作的多效蒸发,因有自蒸发现象,课按如下比例进行估计。例如,三效W1:W2:W3=1:: (1-5) 以上各式中 W — 总蒸发量,kg/h ; W 1,W 2 ,… ,W n — 各效的蒸发量,kg/h ; F — 原料液流量,kg/h ; x 0, x 1,…, x n — 原料液及各效完成液的组成,质量分数。 2.估值各效溶液沸点及有效总温度差 欲求各效沸点温度,需假定压强,一般加热蒸汽压强和冷凝器中的压强(或末效压强)是给定的,其他各效压强可按各效间蒸汽压强降相等的假设来确定。即 (1-6) 式中 — 各效加热蒸汽压强与二次蒸汽压强之差,Pa ; — 第一效加热蒸汽的压强,Pa ; — 末效冷凝器中的二次蒸汽的压强,Pa 。 多效蒸发中的有效传热总温度差可用下式计算: (1-7) 式中 — 有效总温度差,为各效有效温度差之和,℃; — 第一效加热蒸汽的温度,℃; — 冷凝器操作压强下二次蒸汽的饱和温度,℃; — 总的温度差损失,为各效温度差损失之和,℃。 (1-8) 式中 — 由于溶液的蒸汽压下降而引起的温度差损失,℃; p ?1p k p '∑∑?-'-=?)(1k T T t ∑?t 1T k T '∑?∑∑∑∑?'''+?''+?'=??'

几种蒸发器的结构及工作原理

几种蒸发器的结构及工作原理蒸发器主要由加热室及分离室组成。按加热室的结构和操作时溶液的流动情况,可将工业中常用的间接加热蒸发器分为循环型(非膜式)和单程型(膜式)两大类。 一、循环型(非膜式)蒸发器 这类蒸发器的特点是溶液在蒸发器内作连续的循环运动,以提高传热效果、缓和溶液结垢情况。由于引起循环运动的原因不同,可分为自然循环和强制循环两种类型。前者是由于溶液在加热室不同位置上的受热程度不同,产生了密度差而引起的循环运动;后者是依靠外加动力迫使溶液沿一个方向作循环流动。 (一)中央循环管式(或标准式)蒸发器 中央循环管式蒸发器,加热室由垂直管束组成,管束中央有一根直径较粗的管子。细管内单位体积溶液受热面大于粗管的,即前者受热好,溶液汽化得多,因此细管内汽液混合物的密度比粗管内的小,这种密度差促使溶液作沿粗管下降而沿细管上升的连续规则的自然 循环运动。粗管称为降液管或中央循环管,细管称为沸腾管或加热管。为了促使溶液有良好的循环,中央循环管截面积一般为加热管总截面积的40%一100%。管束高度为1—2m;加热管直径在25~75mm之间、长径之比为20~40。

中央循环管蒸发器是从水平加热室、蛇管加热室等蒸发器发展而来的,相对于这些老式蒸发器而言,中央循环管蒸发器具有溶液循环好、传热效率高等优点;同时由于结构紧凑、制造方便、操作可靠,故应用十分广泛,有“标准蒸发器”之称。但实际上由于结构的限制,循环速度一般在0.4~0.5m/s以下;且由于溶液的不断循环,使加·热管内的溶液始终接近完成液的浓度,故有溶液粘度大、沸点高等缺点;此外,这种蒸发器的加热室不易清洗。 中央循环管式蒸发器适用于处理结垢不严重、腐蚀性较小的溶液。

蒸发冷却技术原理

蒸发冷却技术原理标准化工作室编码[XX968T-XX89628-XJ668-XT689N]

蒸发冷却技术原理、认识及误区 蒸发冷却技术原理 1.直接蒸发冷却 直接蒸发冷却(简称DEC)是指空气与水大面积的直接接触,由于水的蒸发使空气和水的温度都降低,此过程中而空气的含湿量有所增加,空气的显热转化为潜热,这是一个绝热加湿过程。整个蒸发冷却过程要在冷却塔、喷水室或其他绝热加湿设备内实现,其装置原理因式如图1所示,对应的蒸发冷却过程在I-d图上可表示为图2。由图可知,状态1的室外空气在接触式换热器内与水进行热湿交换后,温度下降,含湿量增加,沿绝热线变化到状态2,而水温由tw2下降到tw1。 2.间接蒸发冷却 间接蒸发冷却(简称IEC)是指把直接蒸发冷却过程中降温后的空气和水通过非接触式换热器冷却待处理的空气,那么就可以得到温度降低而含湿量不变的送风空气,此过程为等湿冷却过程。若把直接蒸发冷却中用的空气称二次空气,待处理的空气称一次空气,则可得到用间接蒸发冷却装置原理图,如图3所示。 间接蒸发冷却过程在i-d图上可表示为图4,如果一次空气和二次空气都是室外空气,它们的初状态点w则在图中在同一位置上,当二次空气流经直接蒸发冷却装置HUM时,空气状态从w变为1,一次空气在换热器HX内与状态1的二次空气进行显热交换,状态从w变为2,二次空气从状态1变为状态E,然后排出。从HX1装置内出来的一次空气在换热器HX2内又被从HUM装置内流出冷却水(水温tw1)再次降温,然后送往室内;而换热后冷却水返回HUM装置,再次进行直接蒸发冷却过程降温,然后又返回HX2装置与二次空气换热,如此循环。所以在间接蒸发冷却过程中,一次空气冷却过程为等湿冷却,温度从tw降到to,含湿量不变。 3.蒸发型空调的优点 蒸发型空调与传统的压缩机型空调相比,具有以下优点[5],这也是促使我们不断深入研究蒸发型空调技术的主要原因所在。

作物蒸发蒸腾量计算公式

作物蒸发蒸腾量计算公式 一、采用彭曼—蒙蒂斯(Penman —Monteith )法计算参考作物蒸发蒸腾量(ET 0) 1、彭曼—蒙蒂斯(Penman —Monteith )公式 彭曼—蒙蒂斯(Penman —Monteith )公式是联合国粮农组织(FAO ,1998)提出的最新修正彭曼公式,并已被广泛应用且已证实具有较高精度及可使用性。P-M 公式对参考作物的蒸发蒸腾量定义如下:参考作物的蒸发蒸腾量为一种假想的参考作物冠层的蒸发蒸腾速率,假想作物的高度为0.12m ,固定的叶面阻力为70s/m ,反射率为0.23,非常类似于表面开阔、高度一致、生长旺盛、完全覆盖地面且不缺水的绿色草地蒸发蒸腾量。 Penman ——Monteith 公式: )34.01()(273900)(408.0220U e e U T G R ET d a n ++?-++-?= γγ (1) 式中 0ET ——参考作物蒸发蒸腾量,mm/d ; ?——温度~饱和水汽压关系曲线在T 处的切线斜率,kPa?℃-1; 2 )3.237(4098+?=?T e a (2) T ——平均气温,℃ e a ——饱和水汽压,kpa ; ()3.23727.17ex p 611.0+=T T a e (3) R n ——净辐射,MJ/(m 2·d ); nl ns n R R R -= (4) R ns ——净短波辐射,MJ/(m 2·d ); R nl ——净长波辐射,MJ/(m 2·d ); a ns R N n R )/5.025.0(77.0+= (5) n ——实际日照时数,h ; N ——最大可能日照时数,h ; Ws N 64.7= (6)

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