管式降膜蒸发器相关计算
水平管式降膜蒸发器模拟
利用所求的总传热系数以及管内外温差可以计算新的管 外热负荷。把计算热负荷与假定值进行比较，若误差满 足要求，则单元计算收敛，进入下一个单元；否则改变 管外热负荷值，重新迭代，直至误差满足要求。 图4 程序计算流程图
四、总结
降膜蒸发器的性能与管束布置、制冷剂液膜质量流 量、管程布置以及满液位置等因素有关。可以提高蒸发 器换热性能的具体措施有以下几点： (1)管了排列式采用义排，垂直管问距在允许范围内尽量 小时蒸发器换热效果好。 (2) 采用管程垂直布置，管程内流体流动方式为下进上 出这样可以提高蒸发器换热性能。
图1 蒸发器示意图
由于冷水温度沿轴向变化，制冷剂流量沿管排变化， 降膜蒸发器的性能沿管子轴向和管排均有变化；另外，在 同一排水平管中，因各管子在管束中相对位置不同，换热 性能也可能有所不同，因此，本文所建立分布参数模型考 虑了降膜蒸发器性能沿管长方向，管排垂直方向和水平方 向的变化，是一个三维模型。模型简化假设如下： (1)布液器布液均匀。 (2)气液界面处于热力学平衡态，制冷剂蒸汽处于饱 和状态。 (3)液膜传热既包括汽液界面上的对流蒸发，也包括 液膜内的核态沸腾。 (4)不考虑制冷剂蒸汽的剪力作用。
三、计算方法
具体计算流程见图 4。对任一单元体，其入口处管内流体 (冷水)及管外液膜(制冷剂)的质量流量和温度已知，所要 求解的是出口参数。计算方法为，先假定其外表面的热 负荷，然后通过质量、能量平衡方程和补充的传热关系 式，迭代求解出口参数，并计算管内外传热系数、总传 热系数以及产生的蒸汽量等参数。
(全版本)蒸发器的热量与面积计算方法
(全版本)蒸发器的热量与面积计算方法1. 引言本文档旨在提供一种详细的计算方法，用于确定蒸发器的热量和所需的面积。
蒸发器是一种设备，用于在热力学过程中从流体中去除热量，从而实现冷却。
为了确保蒸发器的性能和效率，需要对其热量和面积进行精确计算。
本文将介绍如何根据流体的物性和操作条件进行这些计算。
2. 热量计算方法蒸发器的热量可以通过以下公式计算：\[ Q = U \cdot A \cdot \Delta T \cdot n \]其中：- \( Q \) 是热量（单位：千瓦或千焦耳）- \( U \) 是热传递系数（单位：瓦特/平方米·开尔文）- \( A \) 是蒸发器的传热面积（单位：平方米）- \( \Delta T \) 是流体在蒸发器进出口之间的温差（单位：开尔文）- \( n \) 是流体在蒸发器中的流量（单位：立方米/小时）2.1 热传递系数 \( U \) 的确定热传递系数 \( U \) 取决于流体的物性、流动状况和换热表面的特性。
通常，可以通过实验或文献查询获得 \( U \) 的值。
如果需要进行计算，可以使用努塞尔特数（Nusselt number，\( Nu \)）来关联\( U \)、流体的普朗特数（Prandtl number，\( Pr \)）和雷诺数（Reynolds number，\( Re \)）：\[ Nu = \frac{U \cdot L}{h} \]其中：- \( L \) 是换热表面的特征长度（单位：米）- \( h \) 是对流传热系数（单位：瓦特/平方米·开尔文）通过对 \( Nu \)、\( Pr \) 和 \( Re \) 的关系图或公式查找相应的\( U \) 值。
2.2 传热面积 \( A \) 的计算传热面积 \( A \) 取决于蒸发器的几何形状和尺寸。
对于规则形状的蒸发器，可以直接测量其面积。
对于不规则形状的蒸发器，可以使用积分方法或计算机辅助设计（CAD）软件来计算。
降膜式蒸发器节流孔板的计算及其调整对加热温度的影响
Falling Film Evaporator Throttle Orifice Calculation and its Adjustment to the Influence of Heating Temperature
LIU Dian-yu （I-mate dairy machinery manufacturing co.，LTD.，Harbin 151400，China）
38（1）：43-46.
P—真空泵吸入压力，MPa。
[2] 刘殿宇. 影响蒸发器使用的几个因素 [J]. 发酵科技通讯，2008，37
t—真空泵吸入状态温度，℃。取冷凝状态温度。 则： V=（G/ρ）·（[ 273+t）P0/273P]
（4）：46-47. [3] 刘殿宇. 利用末效二次蒸汽进行预热的节能效果及意义[J]. 中国奶
则要把一效上、下节流孔板孔径变小，直至达到所需要 的温度为止。计算完毕，生产时要制作出与之相邻孔径
单效蒸发器蒸发计算方式
页眉内容单效蒸发器蒸发计算方式单效蒸发设计计算内容有： ①确定水的蒸发量； ②加热蒸汽消耗量； ③蒸发器所需传热面积。
在给定生产任务和操作条件，如进料量、温度和浓度，完成液的浓度，加热蒸汽的压力和冷凝器操作压力的情况下，上述任务可通过物料衡算、热量衡算和传热速率方程求解。
一、蒸发水量的计算对图5-13所示蒸发器进行溶质的物料衡算，可得由此可得水的蒸发量（5—1）完成液的浓度（5—2）式中：F ——原料液量，kg/h ； W ——蒸发水量，kg/h ； L ——完成液量，kg/h ； x 0——原料液中溶质的浓度，质量分数；x 1——完成液中溶质的浓度，质量分数。
二、加热蒸汽消耗量的计算加热蒸汽用量可通过热量衡算求得，即对图5-13作热量衡算可得：（5—3）110)(Lx x W F Fx =-=)1(1x x F W -=W F Fx x -=1Lc 10Q Dh Lh WH Fh DH +++=+‘图5-13 单效蒸发器或（5—3a ）式中：H ——加热蒸汽的焓，kJ/kg ; H ´——二次蒸汽的焓，kJ/kg ; h 0 ——原料液的焓，kJ/kg ; h 1 ——完成液的焓，kJ/kg ;h c ——加热室排出冷凝液的焓，kJ/h ; Q ——蒸发器的热负荷或传热速率，kJ/h ; Q L ——热损失，可取Q 的某一百分数，kJ/kg ; c 0、c 1——为原料、完成液的比热，kJ/(kg ·℃) 。
考虑溶液浓缩热不大，并将H ´取t 1下饱和蒸汽的焓，则（9—3a ）式可写成：（5—4）式中： r 、r ´——分别为加热蒸汽和二次蒸汽的汽化潜热，kJ/kg 。
若原料由预热器加热至沸点后进料（沸点进料），即t 0=t 1，并不计热损失，则（4—5）式可写为：（5—5）或（5—5a ） 式中：D /W 称为单位蒸汽消耗量，它表示加热蒸汽的利用程度，也称蒸汽的经济性。
水平管喷淋降膜蒸发器多效蒸发工艺的设计计算
水 平 管 喷 淋 降 膜 蒸 发 器 具 有 蒸 发 强 度 大 、传热温 差 小 、传 热 系 数 高 、便于除垢维修等优点，被广泛应 用 于 不 同 的 项 目 ，尤 其 是 大 量 应 用 于 制 浆 造 纸 废 液 资 源化利用 项 目 m。但 目 前 ，针对水平管喷淋降膜蒸发 器多效蒸发工艺设计计算的研究却较少。以某实际项 目为例，根 据 实 际 工 艺 操 作 条 件 计 算 所 需 的 换 热 面 积 ，并以各效蒸发器加热面积相等为原则，采用试差 法根据蒸发器的热量平衡计算出各效蒸发器传热的 温 差 、传热量及传热面积等参数。
所示。
图 1 水平管喷淋降膜蒸发器多效蒸发工艺流程
Key words:Multi-effect evaporation; Horizontal tube tailing tilm evaporator; Design and calculation
蒸 发 是 重 要 的 化 工 单 元 操 作 之 一 。蒸发操作采用 加 热 方 法 ，溶 液 在 沸 腾 或 闪 蒸 状 态 下 ，使溶液中的水 分 或 其 他 具 有 挥 发 性 的 溶 剂 汽 化 ，保持溶液中的溶质
第 41卷 第 1 期 2020年 2 月
化工装备技术
1
水平管喷淋降膜蒸发器多效蒸发工艺的设计计算
王占军- 张 华 兰 唐 鸿 亮 周 浩 (1 .中国林业科学研究院林业新技术研究所2.中国林业科学研究院林产化学T.业研究所）
摘 要 多效蒸发系统主要设计的任务是选定蒸发器及相应蒸发工艺流程。设计计算时选用
不 变 ，从而浓缩溶液。因此，蒸发是热量传递的过程， 传 热 速 率 是 蒸 发 工 艺 中 的 重 要 参 数 。蒸发设备即为热 交 换 设 备 。 目前，行业内使用的蒸发浓缩设备多达 3 0 余 种 ，而且部分形式已经定形且系列化量产。我 国在蒸发机理和蒸发传热等基础理论工作中取得了 十 分 可 喜 的 成 果 N_2]。*
(实战版)蒸发器热量及面积的实用计算公式
(实战版)蒸发器热量及面积的实用计算公式在工程和制冷领域，准确计算蒸发器的热量和面积对于系统设计和效率至关重要。
本文档提供了一套实用的计算方法，旨在帮助工程师和相关专业人士在设计、优化和评估蒸发器系统时做出更加精准的决策。
1. 热量计算蒸发器的热量损失或吸收可以通过以下公式进行估算：\[ Q = U \cdot A \cdot (T_{in} - T_{out}) \]- \( Q \) - 热量（单位：千瓦或千焦）- \( U \) - 热传递系数（单位：W/(m²·K)）- \( A \) - 热交换面积（单位：m²）- \( T_{in} \) - 进口温度（单位：摄氏度或开尔文）- \( T_{out} \) - 出口温度（单位：摄氏度或开尔文）a. 热传递系数 (U)热传递系数 \( U \) 取决于流体的性质、流速、管壁材料以及换热器的类型。
通常，它可以通过经验公式或者实验数据获得。
在缺乏准确数据的情况下，可以参考行业标准表格进行选取。
b. 热交换面积 (A)热交换面积 \( A \) 是指蒸发器内部可供热量传递的表面积。
这个值可以通过蒸发器的设计图纸或者制造商提供的规格来确定。
c. 进出口温度差温度差 \( (T_{in} - T_{out}) \) 是热量传递的关键驱动因素。
它受到流体性质、流速、换热器的设计以及操作条件的影响。
实际操作中，这个值可以通过测量或者模拟得到。
2. 面积计算在确定了热量需求后，可以通过以下公式计算所需的蒸发器面积：\[ A_{required} = \frac{Q_{required}}{U \cdot (T_{in} - T_{out})} \]- \( A_{required} \) - 所需蒸发器面积（单位：m²）- \( Q_{required} \) - 所需热量（单位：千瓦或千焦）- \( U \), \( T_{in} \), \( T_{out} \) - 含义同前a. 考虑其他因素实际工程中，还需要考虑其他因素，如翅片间距、翅片高度、管子直径、管子排列方式等，这些都可能影响实际的有效换热面积。
完整竖管降膜蒸发器的设计计算表
速
需输入相
符号
单位
ρv
Kg/m3
Ve
m/s
液泛速度(HTFS法)
计算过程
数值
名称
符号
数值
计算结果
0.973 2.11
单根管液体体积 Froude准数
V1 Fr
0.0137 36.63
液泛速度 Vg（m/s）
2.11
Bond准数
Bo 114.81
液体粘度校正系 数F
F
0.9517
准数
Kg 0.4231
需输入相 计算结果
名称 进料量 进料浓度
出料浓度
生蒸汽冷凝热 二次蒸汽蒸发潜
热损热系数
需输入参数
符号
单位
F0
Kg/h
C0
%
C1
%
R
KJ/Kg
r
KJ/Kg
η
%
第一步：热量平衡和物料平衡
计算过程
数值
名称
单位
4100 溶质含量 Kg/h
1% 进料含水量 Kg/h
40% 浓缩后含水量 Kg/h
2290 2307.8 3.00%
1.10E+06 543.80 1.27E+08
分段数计算
n
--
名称 总面积 总管长 总管数
第六步：总面计算
单位
符号
m2
A
L
m
N
跟
名称 摩察系数
需输入参数
符号
单位
f
--
编号 1 2 3
项目 总温差 热流率 压降
单位 ℃
KW/m2 Kpa
2 重力转换系数 gc Kg•m/(Kg•h2) 1.27E+08
(详尽版)蒸发器的热量和面积计算公式
（详尽版）蒸发器的热量和面积计算公式
1. 引言
本文档旨在提供关于蒸发器热量和面积计算的详细公式和方法。
蒸发器是一种常见的热交换设备，用于将液体转化为气体，通常用
于工业生产中的蒸发过程。
正确计算蒸发器所需的热量和面积对于
设备设计和操作至关重要。
2. 蒸发器热量计算公式
蒸发器的热量计算涉及液体的蒸发过程，其中涉及到以下参数：
- 初始液体温度（T1）
- 终止液体温度（T2）
- 需要蒸发的液体质量（m）
- 液体的蒸发潜热（L）
蒸发器的热量计算公式如下：
Q = m * L
其中，Q表示蒸发器所需的热量。
3. 蒸发器面积计算公式
蒸发器的面积计算涉及到传热过程，其中涉及到以下参数：
- 热传导率（k）
- 温度差（ΔT）
- 热阻（R）
蒸发器的面积计算公式如下：
A = ΔT / (k * R)
其中，A表示蒸发器的面积。
4. 其他考虑因素
蒸发器的热量和面积计算公式提供了基本的计算方法，但在实际应用中，还需要考虑其他因素，如流体流动情况、传热系数、壁面阻力等。
这些因素会对蒸发器的设计和性能产生影响，需要根据具体情况进行综合考虑和调整。
5. 结论
本文档介绍了蒸发器热量和面积计算的详细公式和方法。
在设计和操作蒸发器时，正确计算所需的热量和面积对于设备的正常运行和效率至关重要。
然而，在实际应用中，还需要综合考虑其他因素，以确保蒸发器的性能和稳定性。
以上所述仅为计算公式和基本方法，具体应用时请根据实际情况进行调整和验证。