干燥蒸发

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水的蒸发与干燥

水的蒸发与干燥

水的蒸发与干燥水是我们生活中不可或缺的重要资源之一,也是地球上最丰富的物质之一。

水在地球上以不同的形式存在,其中液态水是我们最为熟悉的一种形式。

然而,水不仅可以变成液态,还可以变成气态,这个过程就是蒸发。

与蒸发相反的过程是干燥或冷凝,即将水从气态转变为液态。

水的蒸发和干燥是水循环过程中非常重要的环节。

水的蒸发是指液态水中的分子获得足够的能量,使其从液态转变为气态。

水分子在液态状态下表现出互相吸引的特性,但是当分子获得能量时,这些吸引力会被克服,分子就能从液体表面逸出。

这就是蒸发的过程。

蒸发发生的速率受到许多因素的影响,包括温度、湿度、风速和表面积等。

较高的温度和较低的湿度会加速水的蒸发过程,而较高的风速和较大的表面积也会促进蒸发。

这就是为什么夏天水会更容易蒸发的原因。

蒸发是一种能量消耗过程,需要吸收周围的热量才能使分子获得足够的能量而蒸发。

这就是为什么我们感觉湿度较高的日子更加闷热,因为空气中的湿度较高,蒸发的速率减慢,人体散热减少,感觉热量沉积在身上。

此外,蒸发也会导致液体体积的减少。

例如,在炎热的夏天,如果把一个杯子里的水放在室外,经过一段时间后,你会发现水的体积减少了,这是因为水蒸发了一部分。

与蒸发相反的过程是干燥或冷凝。

干燥指的是将气态水分子重新转变为液态水分子的过程。

当气态水分子失去能量时,它们会减慢振动并靠近彼此。

当分子之间的距离足够近时,它们会互相吸引并形成水分子。

这就是干燥或冷凝的过程。

干燥也是一种能量释放的过程,它会在液体和气体之间转移热量。

当水分子从气态转变为液态时,释放的热量可以加热周围环境。

这就是为什么在寒冷的天气中,当我们呼吸时,会看到口鼻呼出的水蒸气在空气中凝结成细小的水滴的原因。

水的蒸发和干燥对地球的水循环过程起着重要的作用。

当太阳能照射到地球表面时,会加热水体,使其蒸发,进而形成云和大气中的水蒸气。

当水蒸汽遇到冷却的地面或冷空气时,会冷凝成液态水或固态水,最终以降水的形式返回地面。

蒸馏、蒸发(浓缩)与干燥原理及设备

蒸馏、蒸发(浓缩)与干燥原理及设备
将挥发性大小不同的物质进行分离,从液体中除去溶 剂得到浓缩液的工艺操作。
浓缩是中药制剂原料成型前处理的重要单元操作。
浓度低浸出液加热除去部分溶剂溶液浓度
(二)影响蒸发(浓缩)的因素及提高蒸发 效率的措施
影响蒸发的因素,可用下式表示:
S(F-f) M∝
从公式可知:M与S、
P
(F-f)成正比,与
M:单位时间内液体的蒸发量。 P成反比。
特点: • 浓缩速度快,受热时间短; • 不受液体静压和过热影响,成分不易被破坏; • 能连续操作,可在常压或减压下进行; • 能回收溶剂 。
进行方式: 1 、使液膜快速流过加热面进行蒸发。
药液变稠后易粘附在加热面上,加大热阻,影响 蒸发,故较少使用。 2 、使药液剧烈地腾产生大量泡沫。
使用较多,一般采用流星计控制液体流速,以维 持液面恒定。否则也易发生前面的弊端。
• 原理:利用各组分的挥发性不同进行分离。 • 分类:常压蒸馏、减压蒸馏。
(一)常压蒸馏
• 定义:指在一个大气压下使液体在密闭的 蒸馏器中加热汽化,在经冷却成为液体的 一种蒸馏方法。
• 优点:设备简单,易于操作,适用于耐热 制剂的制备以及较大量液体的蒸馏、溶剂 的回收和精制。
• 缺点:影响制剂的质量,冷凝的成本高。
S:液体暴露面积。
P:大气压。
F:在一定温度时液体的饱和蒸汽压。
f:在一定温度时液体的实际蒸汽压。
提高蒸发效率,须注意的因素
• 1、足够的加热温度; • 2、药液蒸发面的面积; • 3、搅拌; • 4、蒸汽浓度; • 5、液面外蒸汽的浓度; • 6、液面表面的压力。
(三)常用的蒸发方法与设备 1、常压蒸发 含义:液体在一个大气压下的蒸发,叫常压蒸发。

食工原理蒸发和干燥的区别

食工原理蒸发和干燥的区别

食工原理蒸发和干燥的区别
食物干燥和蒸发是两种常见的食物处理方法,它们通过不同的方式将水分从食物中去除。

它们的区别如下:
1. 原理:
- 蒸发:蒸发是将液体水转化为气体水蒸气的过程。

在蒸发过程中,水分受热后逐渐蒸发成水蒸气,并从食物表面逸出。

- 干燥:干燥是通过加热或通风将食物中的水分迅速蒸发,使食物变干。

干燥的过程更加迅速,并且通常伴随着更高的温度和较多的空气流通。

2. 时间:
- 蒸发:蒸发需要较长的时间才能将水分充分蒸发。

它通常以较低的温度进行,因此需要较长的时间来将水分从食物中蒸发出去。

- 干燥:干燥是通过较高温度和较强的空气流通来加速水分的蒸发,因此干燥可以更快地将水分从食物中去除。

3. 温度:
- 蒸发:蒸发可以在较低的温度下进行,通常是将食物置于蒸锅或沸水中进行。

这有助于保持食物的口感和营养成分。

- 干燥:干燥通常需要较高的温度,以便更迅速地将水分蒸发。

这可能会导致一些食物的质地和味道发生变化。

4. 应用:
- 蒸发:蒸发通常用于制作蒸菜、蒸煮食物和制作糖果等。

它可以保持食物的嫩度和口感。

- 干燥:干燥通常用于制作干果、脆片、肉干等。

通过去除水分,可以延长食物的保质期,并改变其质地和口感。

综上所述,蒸发和干燥是不同的食物处理方法,具有不同的原理、时间、温度和应用。

在选择使用哪种方法时,可以根据食物的性质和需求进行选择。

危险化学品蒸发与干燥时的安全要点

危险化学品蒸发与干燥时的安全要点

危险化学品蒸发与干燥时的安全要点一、蒸发1.蒸发操作概述蒸发是借加热作用使溶液中的溶剂不断汽化,以提高溶液中溶质的浓度或使溶质析出的物理过程。

例如,氯碱工业中的碱液提浓、海水的淡化等。

蒸发过程的实质就是一个传热过程。

蒸发设备即蒸发器,它主要由加热室和蒸发室两部分组成。

常见蒸发器的种类有循环型和单程型两种。

循环型蒸发器由于其结构差异使循环的速度不同,有很多种形式,其共同的特点是使溶液在其中做循环运动,物料在加热室内的滞料量大,高温下停留的时间较长,不宜处理热敏性物料。

单程型蒸发器又称膜式蒸发器,按溶液在其中的流动方向和成膜原因不同分为不同的形式,其共同的特点是溶液只通过加热室一次即可达到所需的蒸发浓度,特别宜于处理热敏性物料。

2.蒸发的安全要点蒸发操作的安全技术要点就是控制好蒸发的温度,防止物料产生局部过热及分解导致事故。

根据蒸发物料的特性选择适宜的蒸发压力、蒸发器形式和蒸发流程是十分关键的。

(1)被蒸发的溶液,皆具有一定的特性。

如溶质在浓缩过程中可能有结晶、沉淀和污垢生成。

这些将导致传热效率的降低,并产生局部过热,促使物料分解、燃烧和爆炸。

因此,对加热部分需经常清洗。

(2)对热敏性物料的蒸发,须考虑温度控制问题。

为防止热敏性物料的分解,可采用真空蒸发,以降低蒸发温度,或尽量缩短溶液在蒸发器内停留时间和与加热面的接触时间,可采用单程型蒸发器。

(3)由于溶液的蒸发产生结晶和沉淀,而这些物质又是不稳定的,则更应注意严格控制蒸发温度。

二、干燥1.干燥操作概述干燥是利用干燥介质所提供的热能除去固体物料中的水分(或其他溶剂)的单元操作。

干燥所用的干燥介质有空气、烟道气、氮气或其他惰性介质。

根据传热的方式不同,可以分为对流干燥、传导干燥和辐射干燥。

所用的干燥器有厢式干燥器、气流干燥器、沸腾干燥器、转筒干燥器、喷雾干燥器、滚筒干燥器、真空盘架式干燥器、红外线干燥器、远红外线干燥器、微波干燥器。

2.干燥的安全要点干燥过程的主要危险有干燥温度、时间控制不当造成物料分解爆炸,以及操作过程中散发出来的易燃易爆气体或粉尘与点火源接触而产生燃烧爆炸等。

《化工原理实验》(传热、干燥 、蒸发)

《化工原理实验》(传热、干燥 、蒸发)

《化工原理实验》(传热、干燥、蒸发)(总分100分)一选择题(每空2分,共30分)1 对蒸汽-空气体系的传热实验,你认为 A 方案对强化传热在工程中是可行的。

A提高空气的流速 B 提高蒸汽的压强C 采用过热蒸汽以提高传热温差D 在蒸汽侧管壁上加装翅片2在干燥实验中,提高空气的进口温度则干燥速率____A____;若提高进口空气的湿度则干燥速率_____B_______A提高 B 降低 C 不变 D 不确定3换热器中冷热流体一般为逆流流动,这主要是为了 B A减少流动阻力 B减少冷却剂用量 C提高传热系数4在换热器上输水器的作用是排放冷凝液,截留蒸汽,当其发生阻塞,会导致 CA 不凝性气体增多 B被加热流体的流量增大C 换热器的总传热系数减小D 冷流体出口温度上升5 湿空气经预热后,空气的焓增大,而 AA H,都升高B H不变,降低C H,都降低6在干燥流程中,湿空气经预热器预热后,其温度 A ,相对湿度BA 升高B 降低C 不变7湍流体与器壁间的对流传热(即给热过程)其热阻主要存在于 C A 流体内 B 器壁内 C 湍流体滞流内层中 D 流体湍流区域内。

8蒸汽中不凝性气体的存在,会使它的对流传热系数值 AA 降低B 升高C 不变9蒸发操作中,从溶液中汽化出来的蒸汽,常称为 BA 生蒸汽B 二次蒸汽C 额外蒸汽10蒸发器的有效温度差是指 AA 加热蒸汽温度与溶液的沸点之差B 加热蒸汽与二次蒸汽温度之差C温度差损失11提高蒸发器生产强度的主要途径是增大 CA 传热温度差B 加热蒸汽压力C 传热系数D 传热面积12 蒸发室内溶液的沸点 B 二次蒸汽的温度。

A 等于B 高于C 低于13 在稳定变温传热中,流体的流向选择 B 时传热平均温度差最大。

A 并流B 逆流C 错流二填空题(每空2分,共30分)1根据干燥过程的特点,干燥过程分为两个阶段。

恒速干燥阶段也称为表面汽化,控制阶段,物料表面的温度维持恒定,故干燥速率恒定不变。

干燥机工作原理

干燥机工作原理

干燥机工作原理干燥机是一种常见的工业设备,用于将湿物质中的水分蒸发或者除去,以达到干燥的目的。

它在许多行业中被广泛应用,如食品加工、制药、化工、冶金等。

干燥机的工作原理基于蒸发原理和传热原理。

下面将详细介绍干燥机的工作原理。

1. 蒸发原理:干燥机中的湿物质通过加热来蒸发水分。

加热源可以是燃烧器、电加热器或者蒸汽等。

当湿物质进入干燥机后,加热源将提供热量,使湿物质的温度升高。

随着温度的升高,湿物质中的水分开始蒸发。

蒸发的水分以水蒸气的形式从干燥机中排出。

干燥机内的湿气由排气系统排出,从而实现湿物质的干燥。

2. 传热原理:干燥机中的传热主要通过对流传热和辐射传热来实现。

对流传热是指通过流体(如空气)与湿物质的接触,将热量传递给湿物质的过程。

干燥机内的加热源产生的热量通过对流传热,使湿物质的温度升高。

辐射传热是指通过热辐射将热量传递给湿物质的过程。

干燥机内的加热源产生的热辐射能够直接作用于湿物质,使其温度升高。

3. 干燥机的组成部份:干燥机主要由进料系统、加热系统、排料系统、排气系统和控制系统等组成。

- 进料系统:用于将湿物质送入干燥机内部。

进料系统通常包括输送带、螺旋输送器等设备,以确保湿物质均匀地进入干燥机。

- 加热系统:提供热量以实现湿物质的干燥。

加热系统可以是燃烧器、电加热器或者蒸汽等。

加热系统通过传热原理将热量传递给湿物质。

- 排料系统:用于将干燥后的物质从干燥机中排出。

排料系统通常包括排料口、输送带等设备,以便将干燥后的物质顺利地排出。

- 排气系统:用于将干燥过程中产生的湿气排出干燥机。

排气系统通常包括风机、管道等设备,以确保湿气能够有效地排出。

- 控制系统:用于控制干燥机的运行参数,如温度、湿度、进料速度等。

控制系统通常包括温度传感器、湿度传感器、控制面板等设备。

总结:干燥机通过蒸发原理和传热原理实现湿物质的干燥。

加热源提供热量,使湿物质的温度升高,从而使水分蒸发。

干燥机的组成部份包括进料系统、加热系统、排料系统、排气系统和控制系统等。

蒸发结晶过滤洗涤干燥顺序

蒸发结晶过滤洗涤干燥顺序

蒸发结晶过滤洗涤干燥顺序在化工、制药、食品等行业中,蒸发、结晶、过滤、洗涤、干燥是常用的一系列工艺流程。

正确的顺序和方法能有效地提高工作效率和产品质量。

蒸发是将溶液或悬浮液中的溶剂蒸发掉,使溶质逐渐浓缩,渐渐形成固体。

在蒸发时,要根据物料特性和产品要求,选择适当的蒸发设备和操作条件。

通常采用批量或连续式蒸发器,如单效、多效、蒸发罐、蒸发塔等。

结晶是将溶液或悬浮液中过饱和的溶质从溶液或悬浮液中析出,形成晶体。

结晶通常需要加热、搅拌、降温等操作,使过饱和度达到一定的程度,然后采用冷却结晶或挥发结晶方式进行。

常用的结晶设备有真空结晶器、桶式挥发器、槽式结晶器等。

过滤是将结晶液或悬浮液中的固体颗粒分离出来,获得干净的过滤液或过滤渣。

在过滤时,要根据物料特性、固液分离效果和操作要求选择合适的过滤方式和设备。

常用的过滤设备有压滤机、离心机、过滤板、滤袋等。

洗涤是在过滤后,将固体颗粒表面残留的溶质或杂质用水或溶液洗去。

洗涤不仅能够提高产物纯度,还能去除残留的可溶性盐等有害物质。

通常采用分级洗涤的顺序,即先用纯净水洗涤,后逐渐使用浓度逐步加大的溶液进行多次洗涤。

干燥是将洗涤后的固体颗粒中的水分或其他无机物分离出来,使产品达到要求的含水率及干燥状态。

在干燥时,要根据具体情况选择适当的干燥设备和方法,如真空干燥、喷雾干燥、太阳能干燥等。

以上是蒸发、结晶、过滤、洗涤、干燥的基本顺序和工艺流程。

尽管每个过程都非常重要,但正确的顺序和操作方式可以更好地保证产品质量和效率。

操作人员应严格按照工艺流程,掌握好每一个环节,确保整个流程的质量和稳定性。

干燥过程的三个阶段

干燥过程的三个阶段

干燥过程的三个阶段干燥是将物体中的水分蒸发或排除的过程,常用于食品加工、农产品储存、工业生产等领域。

干燥过程通常可以分为三个阶段:前期加热阶段、稳定干燥阶段和尾期干燥阶段。

一、前期加热阶段在干燥过程开始时,物体中的水分含量较高,需要通过加热来提高物体的温度,使水分开始蒸发。

这个阶段的目标是将物体加热至水分蒸发的起始温度,通常称为临界温度。

在前期加热阶段,需要将热量传递给物体。

一种常用的方式是通过对流传热,即通过热空气或其他传热介质与物体表面接触,将热量传递给物体。

此外,还可以通过辐射传热,即通过辐射热能将热量传递给物体。

无论是对流传热还是辐射传热,都需要控制加热速率,避免过快或过慢导致物体表面或内部温度不均匀。

二、稳定干燥阶段当物体温度达到临界温度后,水分开始蒸发,进入稳定干燥阶段。

在这个阶段,物体表面的水分不断蒸发,同时从内部传导到表面。

稳定干燥阶段的目标是保持稳定的干燥速率,使物体的水分逐渐减少。

在稳定干燥阶段,需要控制干燥空气的湿度和温度,以维持适当的干燥条件。

通常采用恒温恒湿的方法,即保持干燥空气的温度和湿度不变。

这样可以确保物体表面和内部的水分能够持续蒸发,并且防止物体表面过度干燥或干燥不均匀。

三、尾期干燥阶段当物体的水分已经大部分蒸发后,进入尾期干燥阶段。

在这个阶段,物体表面的水分已经基本蒸发完毕,只剩下内部的水分需要蒸发。

尾期干燥阶段的目标是尽量减少干燥时间,使物体达到所需的干燥程度。

在尾期干燥阶段,通常需要调整干燥条件,以加快水分的蒸发速率。

可以适当提高干燥空气的温度或降低湿度,增加干燥速率。

此外,还可以采用真空干燥的方法,通过降低环境压力,加快水分的蒸发速率。

总结干燥过程可以分为前期加热阶段、稳定干燥阶段和尾期干燥阶段。

在前期加热阶段,需要通过加热将物体温度提高至临界温度。

在稳定干燥阶段,需要控制干燥条件,使物体表面和内部的水分逐渐蒸发。

在尾期干燥阶段,需要调整干燥条件,加快水分的蒸发速率,使物体达到所需的干燥程度。

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干燥自测题同一物料,如恒速段的干燥速率增加,则临界含水量增大,物料平衡水分随温度升高而减小。

不饱和湿空气当温度升高时,湿球温度升高,绝对湿度不变,相对湿度降低,露点不变,比容增大,焓增大。

区除可除水分与不可除水分的分界点是平衡湿含量。

恒定干燥条件下的干燥速率曲线一般包括恒速干燥阶段(包括预热段)和降速干燥阶段,其中两干燥阶段的交点对应的物料含水量称为临界含水量。

恒速干燥阶段也称为表面汽化控制阶段,降速阶段也称为内部迁移控制阶段。

不饱和空气:t>t as(或t w)>t d;饱和空气:t=t as=t d.已知湿空气的下列任一对参数:t-t w,t-t d,t-φ,可由湿焓图查得其它参数。

物料中总水分可分为非结合水分与结合水分,也可分为自由水分和平衡水分。

物料中水分超过平衡水分的部分水分为自由水分,可用干燥方法除去;水分大于x B*(与φ=100%湿空气接触时的平衡水分)部分为非结合水,小于x B*水分为结合水。

一、填空题1.对流干燥操作的必要条件是湿物料表面的水汽分压大于干燥介质中的水汽分压,干燥过程是热量传递和质量传递相结合的过程。

2.对流干燥操作中,通常以湿空气作干燥介质。

它既作为载热体,又作为载湿体。

3.相对湿度定义为:湿空气中水蒸气分压pv与同温下水的饱和蒸汽压pS的百分比值,当空气的湿含量一定时,其温度愈高,则相对湿度愈低,表明空气吸湿能力愈强,所以湿空气在进干燥器之前都要经预热器预热。

4..湿物料的含水量由两种表示方法,湿基含水量w和干基含水量X。

它们之间的关系可表示为w=X/(1+X)。

5. 将含水量为0.5 kg水/kg绝干料的某物料与饱和湿空气接触,其平衡水分为0.45 kg水/kg将其与一定状态的空气接触,测出物料的平衡水分为0.05 kg水/kg绝干料,则此物料的自由水分为___________________,其中结合水分为,非结合水分为。

6.在恒定的干燥条件下,将含水20%的湿物料进行干燥,开始时干燥速率恒定,当干燥至含水量为5%时,干燥速率开始下降,再继续干燥至物料恒重,并测得此时物料含水量为0.05%,则物料的临界含水量为________,临界自由含水量为___ _。

二、简答题:1. 恒速干燥的特点?影响恒速干燥速率的因素有哪些?特点:①除去的水分是非结合水;②属于表面汽化控制阶段;③物料表面的温度始终保持为空气的湿球温度;④干燥速率的大小,主要取决于空气的性质,而与湿物料的性质关系很小。

影响因素:干燥介质的状态,流速以及它与物料接触方式。

2. 降速干燥的特点?影响降速干燥速率的因素有哪些?特点:①干燥速率主要决定于物料本身的结构、形状和大小等,而与空气的性质关系很小;②物料表面的温度不断上升,而最后接近于空气的温度。

影响因素:物料结构,含水类型,物料与空气接触方式,物料本身的温度。

三、计算题1. 今有一干燥器,湿物料处理量为800kg/h 。

要求物料干燥后含水量由30%减至4%(均为湿基)。

干燥介质为空气,初温15℃,相对湿度为50%,经预热器加热至120℃进入干燥器,出干燥器时降温至45℃,相对湿度为80%。

用图示的方法在焓湿图上绘制干燥全过程。

计算(a )水分蒸发量W ; (b )空气消耗量L 、单位空气消耗量。

解:(a )水分蒸发量W :已知G1=800kg/h ,w1=30%,w2=4%,则Gc=G1(1-w1)=800(1-0.3)=560kg/hW=Gc (X1-X2)=560×(0.429-0.042)=216.7kg 水/h(b )空气消耗量L 、单位空气消耗量:由I-H 图中查得,空气在t=15℃,φ0=50%时的湿度为H=0.005kg 水/kg 绝干空气;在t2=45℃,φ2=80%时的湿度为H2=0.052kg 水/kg 绝干空气;空气通过预热器湿度不变,即H0=H1。

L=W/(H2-H1)=W/(H2-H0)=216.7/(0.052-0.005)=4610干空气/hl=1/(H2-H0)=1/(0.052-0.005)=21.3kg 干空气/kg 水2. 有一间歇操作干燥器,将物料由含水量w1=27%干燥到w2=5%(均为湿基),该物料的临界含水量Xc=0.20kg 水/kg 干物料,平衡含水量X*=0.05kg 水/kg 干物料。

已知湿物料的质量为200kg ,干燥表面积为0.025m2/kg 干物料,装卸时间τ′=1h ,试确定每批物料的干燥周期。

解:绝对干物料量 G c ′=G 1′(1-w 1)=200×(1-0.27)=146kg ,干燥总表面积 S=146×0.025=3.65m 2将物料中的水分换算成干基含水量 最初含水量37.027.0127.01111=-=-=w w X kg 水/kg 干物料 最终含水量053.005.0105.01222=-=-=w w X kg 水/kg 干物料 该物料的临界含水量X c =0.20kg 水/kg 干物料,平衡含水量X *=0.05kg 水/kg 干物料,由于X 2<X c ,所以干燥过程应包括恒速和降速两个阶段,各段所需的干燥时间分别计算。

① 恒速阶段τ1由X 1=0.37至X c =0.20,由图7-15中查得U 0=1.5kg/(m 2·h ) ()()53420037065351146101.....X X S U G c c =-⨯⨯=-'=τh ② 降速阶段τ2由X c =0.20至X 2=0.053,X *=0.05代入式(7-42),求得 1005.020.05.1*0=-=-=X X U K c X kg/(m 2·h) 7.1505.0053.005.020.0ln 65.310146ln *2*2=--⨯=--'=X X X X S K G c X c τh ③ 每批物料的干燥周期τ:τ=τ1+τ2+τ′=4.53+15.7+1=21.2h蒸发自测题一、填空题:1. 实现蒸发的必要条件是不断供给能源使溶液沸腾和不断移走二次蒸气。

2.单位蒸气消耗量是指蒸发1kg水分时散热蒸发的消耗量,其单位是kg/kg。

它是衡量蒸发装置经济程度的指标。

单效蒸发单位蒸汽消耗量为1kg/kg,多效蒸发单位蒸汽消耗量1.1kg/kg。

3. 蒸发器的生产强度是指单位传热面积上单位时间内蒸发的水量。

蒸发器的生产能力是指单位时间内蒸发的水分量。

4. 升膜式蒸发器适宜处理蒸发量较大、热敏性、粘度不大及易起沫溶液。

降膜式蒸发器适宜处理粘度较大、浓度较高溶液,两者均不宜处理易结晶和易结垢溶液。

二、简答题:1. 温度差损失的原因是什么?如何计算?(书P224)①溶液蒸汽压降低而导致的沸点升高:△'=f△0’②液体静压效应的沸点升高:△''=t m-t③管道摩擦的温差损失:△'''(通常取1~1.5℃)。

总温差损失为:△=△'+△''+△'''2.食品物料进行蒸发时有何特点?(书P218)①食品物料多为热敏性物料,在高温或长时间加热时会收到破坏。

避免物料被热破坏的措施有:限制加热温度、采用“高温短时”蒸发、改善蒸发器内的流动以消除死角等。

②某些食品物料是酸性的,会对设备造成腐蚀。

在设计蒸发器时应选择耐腐蚀的材料。

③许多食品含蛋白质、多糖、果胶等大分子,黏度较高,蒸发时传热系数较低。

加入表面活性剂可以降低黏度,改善蒸发。

④食品中的Ca2+、Mg2+等离子在浓缩时可能会沉淀下来,蛋白质、糖、果胶等物质受热过度时也会变性、结焦,这些都是造成结垢的因素。

应采取措施避免或减缓结垢,产生了结垢后也应及时清除。

⑤某些食品物料在沸腾时会形成泡沫。

泡沫的形成与界面张力有关,可以使用消泡剂,也可以采用机械装置消除泡沫。

3. 强化蒸发器生产强度的途径有哪些?欲提高蒸发器的生产强度,必须设法提高蒸发器的总传热系数和传热温度差。

(1)传热温度差主要取决于加热蒸气和冷凝器中二次蒸气的压强。

增大加热蒸气的压强和提高冷凝器的真空度可以提高传热温度差,但是是有一定限度的。

(2)一般来说,增大总传热系数是提高蒸发器生产强度的主要途径。

总传热系数K值取决于对流传热系数和污垢热阻。

蒸气冷凝传热系数通常比溶液沸腾传热系数大,即传热总热阻中,蒸气冷凝侧的热阻较小。

在蒸发器的设计和操作中,必须考虑及时排除蒸气中的不凝气,否则,其热阻将大大增加,使总传热系数下降。

4. 对于粘度较大物料进行蒸发操作,适宜采用强制循环方式的原因是什么?强制循环蒸发器利用外加动力(泵)进行循环,适于处理粘度大,易结晶或易结垢的溶液。

5. 比较单效蒸发和多效蒸发。

单效蒸发:将二次蒸气不在利用而直接送到冷凝器冷凝以除去的蒸发操作。

多效蒸发:若将二次蒸气通到另一压力较低的蒸发器作为加热蒸气,则可提高加热蒸气(生蒸气)的利用率,这种串联蒸发操作称为多效蒸发。

采用单效蒸发时,蒸发1kg水大约需要1kg加热蒸汽。

使用多效蒸发时,由于二次蒸汽的多次利用,消耗1kg 加热蒸汽所能蒸发的水量成倍增加。

可见多效蒸发使热能得到了更为有效的利用。

由于蒸发量与传热量成正比,多效蒸发并没有提高蒸发量,而只是节约了加热蒸汽,其代价则是设备投资增加。

在相同的操作条件下,多效蒸发器的生产能力并不比传热面积与其中一个效相等的单效蒸发器的生产能力大。

三、计算题:1、用一单效蒸发器将2500kg/h 的NaOH 水溶液由10%浓缩到25%(均为质量百分数),已知加热蒸气压力为450kPa ,蒸发室内压力为101.3kPa,溶液的沸点为115℃,比热容为3.9kJ/(kg ·℃),热损失为20kW 。

试计算以下两种情况下所需加热蒸汽消耗量和单位蒸汽消耗量。

(1)进料温度为25℃;(2)沸点进料。

解:(1)求水蒸发量Wkg/h 1500)25.01.01(2500)1(10=-=-=x x F W (2)求加热蒸汽消耗量rQ Wr t t FC D L 010')(++-= 由书附录查得450kPa 和115℃下饱和蒸汽的汽化潜热为2747.8和2701.3kJ/kg则进料温度为25℃时的蒸汽消耗量为:kg/h 18208.2747102.71005.41078.88.27473600203.27011500)25115(2500465=⨯+⨯+⨯=⨯+⨯+-⨯=D 单位蒸汽消耗量由式(4-5a )计算,则 21.1=WD 原料液温度为115℃时kg/h 15008.27473600203.270115002=⨯+⨯=D 单位蒸汽消耗量0.12=WD 由以上计算结果可知,原料液的温度愈高,蒸发1 kg 水所消耗的加热蒸汽量愈少。

2.在自然循环型单效蒸发器内每小时将3600kg 某种水溶液由10%浓缩至30%,同时消耗绝对压强为140kpa 的饱和蒸气(t=109.3,r=2234.3kj/kg )3000kg ,冷凝器内温度为59°C (相应r=2355.1kj/kg ) ,已知因溶液蒸气压下降及静压强所引起的温度差损失为23°C 。

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