多效蒸发器设计计算
多效蒸发方案(以NaOH为例)
冬胞工夕丸卑化工原理课程设计NaOH蒸发系统设计目录章前言§ 1概述'第二章蒸发工艺设计计算§ 1蒸浓液浓度计算§ 2溶液沸点和有效温度差的确定S 2 • 1各效由于溶液的蒸汽压下降所引起的温度差损失§2 • 2各效由于溶液静压强所因引起的温度差损失§22 • 3由经验不计流体阻力产生压降所引起的温度差损失§2 3加热蒸汽消耗量和各效蒸发水量的计算§2 4蒸发器的传热面积和有效温度差在各效中的分布以及传热系数K的确定§ 5温差的重新分配与试差计算§5 • 1重新分配各效的有效温度差，§ 5• 2重复上述计算步骤§ 6计算结果列表第三章NaO H溶液的多效蒸发优化程序部分§3 1具体的拉格朗日乘子法求解过程§3 2程序内部变量说明§3 3程序内容：§3 4程序优化计算结果§3 5优化前后费用比较第四章蒸发器工艺尺寸计算§4 1加热管的选择和管数的初步估计§4 1 1加热管的选择和管数的初步估计§4 1 2循环管的选择§4 1 3加热室直径及加热管数目的确定§4 1 4分离室直径与高度的确定§4 2接管尺寸的确定§4 2 • 1溶液进出§4 2 • 2加热蒸气进口与二次蒸汽出口§4 2 • 3冷凝水出口第五章、蒸发装置的辅助设备§5 1气液分离器§5 2蒸汽冷凝器§5 2 1冷却水量§5 2 2计算冷凝器的直径§23淋水板的设计§5 3泵选型计算§5 4预热器的选型第六章主要设备强度计算及校核§ 6 • 1蒸发分离室厚度设计§ 6 • 2加热室厚度校核第七章小结与参考文献：符号说明希腊字母：c 比热容，KJ/(Kg.h> a -------- 对流传热系数，W /m2. °Cd --- 管径，mA ------ 温度差损失，CD——直径，mn——误差，D ――加热蒸汽消耗量，Kg/h n ――热损失系数，f --- 校正系数，n ----- 阻力系数，F――进料量，Kg/h入一一导热系数，W /m2. Cg --- 重力加速度，9.81m/s2卩---- 粘度，Pa.sh 咼度，m p 密度，Kg/m3H ――高度，mk――杜林线斜率K ――总传热系数，W/m2. CE――加和L——液面高度，m©——系数-加热管长度，m -淋水板间距，m 下标： -效数 1,2,3——效数的序 -第n 效 0——进料的 -压强，Pai ――内侧热通量，W/m2 m ----- 平均-传热速率，W o - 外侧汽化潜热，KJ/Kg p---- 压强-热阻，m2「C /Ws ――污垢的 -传热面积，m2 w 水的 管心距，m w 壁面的 -蒸汽温度，C 「流速，m/s-蒸发强度，Kg/m2.h 上标：-体积流量，m3/h'：二次蒸汽的 -蒸发量，Kg/h :因溶液蒸汽压而引起的 〃：因液柱静压强而引起的 :因流体阻力损失而引起的 第一章前言§ 1概述1蒸发及蒸发流程蒸发是采用加热的方法，使含有不挥发性杂质 <如盐类）的溶液沸腾，除去其中被汽化单位部分杂质, 使溶液得以浓缩的单元操作过程。
冷凝器蒸发器设计计算
冷凝器蒸发器设计计算冷凝器和蒸发器是制冷循环中非常重要的组件，它们分别被用于制冷循环的冷凝和蒸发过程。
在设计冷凝器和蒸发器时，我们需要考虑如下因素：制冷剂的特性、制冷负载、传热和传质等。
首先，我们需要了解制冷剂的特性。
制冷剂的性质包括其工作压力范围、蒸发压力、饱和温度和流态等。
对于不同的制冷剂，其特性将直接影响到冷凝器和蒸发器的设计和计算。
其次，制冷负载是设计冷凝器和蒸发器的另一个重要因素。
制冷负载是指被冷却或加热的介质需要的冷量或热量。
制冷负载的大小将决定冷凝器和蒸发器的尺寸和性能需求。
接下来，传热是设计冷凝器和蒸发器的关键环节之一、传热是指热量从一个物体传递到另一个物体的过程。
对于冷凝器来说，传热是指热量从制冷剂气态状态转变为液态状态的过程。
而对于蒸发器来说，传热是指热量从被冷却的介质转移到制冷剂的过程。
传热的计算中，我们需要考虑到传热系数、表面积和温度差等因素。
传质也是设计冷凝器和蒸发器的一个重要因素。
传质是指物质从一个位置移到另一个位置的过程。
对于冷凝器来说，传质是指从制冷剂的气态变为液态的过程。
对于蒸发器来说，传质是指从制冷剂的液态变为气态的过程。
在传质计算中，我们需要考虑到传质系数、表面积和浓度差等因素。
综上所述，设计冷凝器和蒸发器需要考虑到制冷剂的特性、制冷负载、传热和传质等因素。
在进行设计和计算之前，我们需要详细了解冷凝器和蒸发器的工作原理和特性。
同时，我们还要根据具体的制冷需求和工作条件来选择合适的制冷剂、调整尺寸和优化设计，以确保冷凝器和蒸发器的性能和效率。
冷凝器蒸发器设计计算
冷凝器蒸发器设计计算冷凝器和蒸发器是热交换装置中的两种重要设备，用于实现热量的传递和相变。
本文将详细介绍冷凝器和蒸发器的设计计算过程，包括设计参数的选择、热量传递计算和流体力学计算。
冷凝器是将气体或蒸汽冷却并转化为液体的装置。
在设计计算过程中，需要确定冷凝器的热负荷、冷凝温度差、冷却介质和冷凝器类型。
1.确定热负荷：热负荷是冷凝器设计的基础参数，可以通过计算得到。
对于气体冷凝器，热负荷可以通过质量流量和入口出口温度计算得到；对于蒸汽冷凝器，热负荷可以通过质量流量、蒸发焓和冷凝焓计算得到。
2.确定冷凝温度差：冷凝温度差是冷凝器设计中的重要参数，可以通过热负荷和冷凝器传热系数计算得到。
一般情况下，冷凝温度差应保持在适当的范围内，以确保冷却介质能够充分发挥作用。
3.确定冷却介质：冷却介质的选择与具体的工艺要求有关，可以是水、空气或其他特定介质。
冷却介质的性质和流量对冷凝器的设计和效果有着直接影响。
4.确定冷凝器类型：冷凝器的类型包括管壳式冷凝器、板式冷凝器和换热管式冷凝器等。
不同类型的冷凝器在设计和计算上存在差异，需要根据具体情况选择合适的冷凝器类型。
蒸发器是将液体转化为气体的装置，主要用于蒸发器或吸热器中。
在设计计算过程中，需要确定蒸发器的热负荷、蒸发温度差、蒸发介质和蒸发器类型。
1.确定热负荷：蒸发器的热负荷可以通过计算得到，其计算方式与冷凝器类似。
对于蒸发器，热负荷可以通过质量流量、入口出口温度和蒸发焓计算得到。
2.确定蒸发温度差：蒸发温度差是蒸发器设计中的重要参数，可以通过热负荷和蒸发器传热系数计算得到。
蒸发温度差的大小影响蒸发速率和蒸发效果，需要根据具体情况进行选择。
3.确定蒸发介质：蒸发介质的选择与具体的工艺要求有关，可以是液体、气体或其他特定介质。
蒸发介质的性质和流量对蒸发器的设计和效果有着直接影响。
4.确定蒸发器类型：蒸发器的类型包括管壳式蒸发器、板式蒸发器和换热管式蒸发器等。
不同类型的蒸发器在设计和计算上存在差异，需要根据具体情况选择合适的蒸发器类型。
各种蒸发器冷凝器计算
各种蒸发器冷凝器计算蒸发器和冷凝器是热力工程中常见的设备，用于蒸发和冷凝流体。
本文将介绍各种蒸发器和冷凝器的计算方法。
一、蒸发器蒸发器是将液体转化为蒸汽的设备。
根据蒸发器的类型有多种不同的计算方法。
1.蒸发器内换热面积计算蒸发器的内换热面积可以通过以下公式计算：A=Q/(U×ΔTm)其中，A为内换热面积，Q为传热量，U为换热系数，ΔTm为平均温差。
2.各种蒸发器的计算常见蒸发器种类有多效蒸发器、喷雾式蒸发器、蒸镜式蒸发器等。
这些蒸发器的计算方法略有不同。
多效蒸发器的换热器内换热面积计算可以使用以下公式：A = Q / (Ud × ΔTmd)其中，A为内换热面积，Q为传热量，Ud为蒸气侧的换热系数，ΔTmd为蒸汽的平均温差。
喷雾式蒸发器的蒸发速率计算可以使用以下公式：W = (G × H) / (λ × (hlg - hgf))量蒸发潜热，hlg为蒸汽的焓值，hgf为液体的焓值。
蒸镜式蒸发器的换热面积和蒸发速率计算方法类似多效蒸发器。
二、冷凝器冷凝器是将蒸汽或气体转变为液体的设备。
根据冷凝器的类型有多种不同的计算方法。
1.冷凝器的内换热面积计算冷凝器的内换热面积可以通过以下公式计算：A=Q/(U×ΔTm)其中，A为内换热面积，Q为传热量，U为换热系数，ΔTm为平均温差。
2.各种冷凝器的计算常见冷凝器种类有冷却管束冷凝器、冷凝器冷凝管束冷凝器等。
这些冷凝器的计算方法略有不同。
冷却管束冷凝器的换热面积计算可以使用以下公式：A = Q / (Ud × ΔTmd)其中，A为内换热面积，Q为传热量，Ud为冷却侧的换热系数，ΔTmd为冷却水的平均温差。
冷凝器冷凝管束冷凝器的冷凝速率计算可以使用以下公式：W = (G × H) / (λ × (hgf - hfg))量冷凝潜热，hgf为蒸汽的焓值，hfg为液体的焓值。
以上就是各种蒸发器和冷凝器的计算方法。
三效蒸发浓缩 计算
三效蒸发浓缩计算三效蒸发浓缩是一种常用的分离技术，广泛应用于化工、食品、制药和环保等领域，用于回收溶剂、浓缩溶液、净化废水等。
这种技术通过利用多效蒸发器之间的级差来提高热效率，从而节约能源并提高产品纯度。
三效蒸发浓缩系统一般由三个蒸发器、蒸汽循环系统和冷凝器组成。
这些蒸发器包括一个高压蒸发器（第一效）、一个中压蒸发器（第二效）和一个低压蒸发器（第三效）。
蒸汽会通过蒸汽循环系统从高压蒸发器至中压蒸发器，再从中压蒸发器至低压蒸发器，逐级降压使蒸发器的温度逐渐降低，从而实现多级蒸发。
三效蒸发浓缩的原理是在各级蒸发器之间形成蒸发动力差，以驱动物质的转移并促使溶剂返流，以提高热效率。
在三效蒸发浓缩过程中，需要进行热力计算和质量平衡计算。
热力计算主要包括蒸发器进料的蒸汽传热量计算、冷凝器排出液体的冷凝热传热量计算以及对蒸汽泵的输入功率计算等。
质量平衡计算主要包括各级蒸发器进料和产物的质量平衡计算，以及每个蒸发器的蒸气量计算。
通过这些计算可以得到每个蒸发器的蒸汽蒸发速率和液体浓度变化等参数，进而优化设备操作条件和设计参数。
在实际应用中，三效蒸发浓缩一般需要根据具体情况进行改良和调整。
例如，在不同领域和不同物质的处理过程中，需要根据对产品纯度和能源消耗的要求进行设备结构和操作参数的调整。
此外，还需要考虑设备的耐腐蚀性能、操作的稳定性和自动化程度等因素。
三效蒸发浓缩技术的应用优势主要体现在以下几个方面：1. 节约能源：通过多级蒸发和逐级降压的方式，利用蒸汽的余热来驱动蒸发过程，从而大大提高热效率，节约能源消耗。
2. 提高产品纯度：通过多级蒸发和溶剂返流，可以将含有多种溶质的溶液分离成高纯度的产物。
3. 减少废水排放：三效蒸发浓缩可以将废水中的溶剂浓缩回收，减少废水的产生和排放，实现资源的循环利用和环境保护。
4. 设备结构紧凑：相比传统的单效蒸发器，三效蒸发浓缩器可以实现更高效的蒸发效果，同时占用更少的空间，适用于场地有限的情况。
多效蒸发系统设计2021
结合溶液沸点-压力关系，可以求出。
经验上，一般在1~3℃，鉴于第III效溶液密度最小，
" i
也最小，在保证在
1~3 ℃的范围内，第III效最小，其余各效依次增加。
I效：
1"
3
2
F0
W1
W2 F0
W3
II效：
"2
32
F0
W2 F0
W3
III效：
"3
3 2 F0 W3 F0
3）、2次蒸汽流动压降引起温差损失
'" i
2次蒸汽由前一效流入下一效的过程中，克服阻力造成压强降低，由于压 强降低引起的温差损失。
通常根据经验，一般为0.5~1.5℃，
常取
'" i
1 ℃,i≥2
4、气液相温度平衡方程
ti Ti (i' "i "i' ), i 1, 2, 3
5、求解多效蒸发的参数
对于n效蒸发系统设计计算，已知量通常为物料进口量、进料浓度，料液初始温 度，生蒸汽的温度（压力），末效蒸汽的温度（压力），出料料液浓度，各效传热 系数，联立物料系统恒算方程（n个），系热量恒算方程（4n-2个），气液相温平 衡方程（n个），传热速率方程（3n-1个），构成一（9n-3个）非线性方程组，即 可求解出多效蒸发的参数。
T3
W1 T1 I
T0 D0
x1 t1
T0
W4 T2
废液闪蒸
x4 t2
尾气冷凝冷却器
tl1
tl2
t5
蒸发工艺计算模型
1、系统物料恒算
I效： II效：
F0 x0 (F0 W1 W2 W3 )x1 F0 x0 (F0 W2 W3 )x2
【毕业论文】三效蒸发器的设计化工原理课程设计(可编辑)
【毕业论文】三效蒸发器的设计__化工原理课程设计化工原理课程设计字符说明- 2 -第一节概述- 3 -一．蒸发及蒸发流程- 3 -二．蒸发操作的分类- 3 -三．蒸发操作的特点- 3 -四、蒸发设备- 4 -五、蒸发器选型- 4 -第二节蒸发装置设计任务- 5 -一、设计题目- 5 -二、设计任务及操作条件 - 5 -第三节三效蒸发器得工艺计算 - 5 -一、估计各效蒸发量和完成液浓度- 5 -二、估计各效溶液的沸点和有效总温差 - 6 -三加热蒸汽消耗量和各效蒸发水量的计算 - 8 -四、蒸发器的传热面积的估算- 9 -五、有效温差的再分配- 10 -六、重复上述计算步骤- 10 -七、计算结果- 12 -第四节蒸发器的主要结构尺寸计算- 12 -一、加热管的选择和管数的初步估计- 12 -二、循环管的选择 - 12 -三、加热室直径及加热管数目的确定- 13 -四、分离室直径与高度的确定- 13 -五、接管尺寸的确定- 14 -第五节蒸发装置的辅助设备 - 15 -一、气液分离器- 15 -二、蒸汽冷凝器- 15 -三淋水板的设计- 16 -【参考文献】- 17 -字符说明第一节概述一．蒸发及蒸发流程蒸发是采用加热的方法，使含有不挥发性杂质（如盐类）的溶液沸腾，除去其中被汽化单位部分杂质，使溶液得以浓缩的单元操作过程。
蒸发操作广泛用于浓缩各种不挥发性物质的水溶液，是化工、医药、食品等工业中较为常见的单元操作。
化工生产中蒸发主要用于以下几种目的：1获得浓缩的溶液产品；2、将溶液蒸发增浓后，冷却结晶，用以获得固体产品，如烧碱、抗生素、糖等产品；3、脱除杂质，获得纯净的溶剂或半成品，如海水淡化。
进行蒸发操作的设备叫做蒸发器。
蒸发器内要有足够的加热面积，使溶液受热沸腾。
溶液在蒸发器内因各处密度的差异而形成某种循环流动，被浓缩到规定浓度后排出蒸发器外。
蒸发器内备有足够的分离空间，以除去汽化的蒸汽夹带的雾沫和液滴，或装有适当形式的除沫器以除去液沫，排出的蒸汽如不再利用，应将其在冷凝器中加以冷凝。
蒸发器的设计计算
蒸发器设计计算之马矢奏春创作已知前提：工质为R22,进口空气的干球温度湿球温度相对湿度为（1）蒸发器机关参数选择,,肋片间管排办法采取正三角排列,垂直于气流标的目标管间距,沿气流标的目标的管排数,迎面风速取（2）计算几何参数翅片为平直套片,推敲套片后的管外径为沿气流标的目标的管间距为沿气流标的目标套片的长度为每米管长翅片概略积：每米管长翅片间管子概略积：每米管长总外概略积：每米管长管内面积：每米管长的外概略积：肋化系数：每米管长平均直径的概略积：（3）计算空气侧的干概略传热系数①空气的物性空气的平均温度为②最窄截面处空气流速③干概略传热系数干概略传热系数用小型制冷装配设计指导式(4-8)计算（4）确定空气在蒸发器内的变更过程按照给定的进出口温度由湿空气的焓湿图可得在空气的焓湿图上连接空气的进出口状态点1和点2,并延长与饱和气线w,在蒸发器中空气的平均比焓值析湿系数（5）轮回空气量的计算进口状态下干空气的比体积轮回空气的体积流量（6）空气侧当量概略传热系数的计算对于正三角形排列的平直套片管束,指导式（4-13）计算,叉排时翅片可视为六角形,且此时翅片的长对肋折合高度为凝露工况下翅片效率为当量概略传热系数（7）管内R22蒸发时的概略传热系数R22R22在管内蒸发的概略传热系数由小型制冷装配设计与指导式（4-5）计算.计算查的R22出口干度则R22的总质量流量为作为迭代计算的初值,在管内的质量流速则总流利面积为每根管子的有效流利截面积蒸发器的分路数结合分液器的实际产品现状,取分路数为 Z=2每一分路中R22的质量流量为每一分路中R22在管内的现本质量流速为于是（8）传热温差的初步计算（9）传热系数的计算管内污垢热以忽视,接触热阻以及导热热阻之和取为（10计算标明,,故假设有效,可用（11）蒸发器机关尺寸的确定蒸发器所需的概略传热面积蒸发器所需传热管总长取蒸发器的宽度,高.实际迎风面积为故垂直于气流标的目标的每排管子数为深度标的目标为4排,共安插48根传热管,故传热管的实际总长为传热管的实际内概略传热面积为下面计算蒸发器的实际外概略积48管子旁边两边都要伸出必定距离,U型管需要用弯头相接,因为管径很小,伸出部分换热可以忽视不计.1为141片翅片的总外概略积套片管的总外概略积按照“计算单元”计算的总外概略积只有两者有必定差距,但是在误差范围之内.综上阐发设计,深度（12）空气侧阻力计算空气侧阻力计算按照小型制冷装配设计与指导式（4-10和4-12）进行.4-21）确定,于是。
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多效蒸发器设计计算
Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】
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 + … + Wn （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；
W1，W2 ，… ，Wn — 各效的蒸发量，kg/h；
F — 原料液流量，kg/h；
x0, x1,…, xn — 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
1
p
k
p
)(1kTTt
t
1
T
k
T
（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，℃。
关于 、 和 的求法，分别介绍如下：
（1）由于溶液蒸汽压下降多引起的温度差损失 可用校正系数法和杜林
规则求得。
校正系数法： （1-
9）
式中 — 常压下由于溶液蒸汽压下降引起的温度差损失，℃；
某些溶液在常压下的沸点 值可从手册差得；
— 校正系数，量纲为一。
一般取 （1-
10）
式中 — 操作压强下水的沸点，亦即二次蒸汽的饱和温度，℃；
— 操作压强下二次蒸汽的汽化热，kJ/kg.
杜林规则：某种溶液的沸点和相同压强下标准液体（一般为水）的沸点呈
线性关系。在以水的沸点为横坐标，该溶液的沸点为纵坐标并以溶液的组成为参
数的直角坐标图上，可得一组直线，称为杜林直线。利用杜林线图，可根据溶液
的组成及世纪压强下水的沸点查出相同压强下溶液的沸点，从而得出 值。
0
f
0
f
A
t
1
T
r
根据杜林规则也可计算液体在各种压强下沸点的近似值。此法的依据是：
某液体在两种不同压强下两沸点之差 与水同样压强下两沸点之
差 ，其比值为一常数，即
求得k值，其他任一压强下的沸点 就可由下式求得，即
（1-11）
所以不用杜林线图也可计算出溶液的 值。
（2）由于蒸发器中溶液静压强引起的温度差损失 某些蒸汽器在操作
室，器内溶液需维持一定的液位，因而蒸发器中溶液内部的压强大于液面的压
强，致使溶液内部的沸点较液面处高，二者之差即为因溶液静压强引起的温度差
损失 。为简便起见，溶液内部的沸点可按液面和底层的平均压强来查取。平
均压强近似按静力学方程估算：
（1-12）
式中 — 蒸发器中液面和底部间的平均压强，Pa；
— 二次蒸汽的压强，即液面处的压强，Pa；
— 溶液的平均密度，kg/ m3；
— 液层高度，m；
— 重力加速度，m/ s2。
（1-13）
式中 — 根据平局压强 求得水的沸点，℃；
— 根据二次蒸汽压强 求得水的沸点，℃。
由于管道流动阻力产生的压强降所引起的温度差损失 在多效蒸发中，末
效以前各效的二次蒸汽流到次一效的加热室的过程中，由于管道阻力使其压强降
21AA
tt
21BB
tt
A
t
)(11BBAAttktt
m
p
p
L
g
ppm
tt
pm
t
p
t
m
p
p
低，蒸汽的饱和温度也相应降低，由此而引起的温度插损失即为 。根据经
验，取各效间因管道阻力引起的温度差损失为1℃.
根据已估算的各效二次蒸汽压强 及温度差损失 ，即可由下式估算各效
溶液的沸点t。
（1-
14）
3.加热蒸汽消耗量和各效蒸发水量的初步计算
第一效的焓衡算式为
（1-15）
由式（1-15）可求得第I 效的蒸发量 。若在焓衡算式中计入溶液的浓缩
热及蒸发器的热损失，尚需考虑热利用系数 。一般溶液的蒸发，可取 为
（式中 为溶液的组成变化，以质量分数表示）。
（1-16）
式中 — 第i 效的加热蒸汽量，kg/h,当无额外蒸汽抽出
时， ；
— 第i 效加热蒸汽的汽化热，kJ/kg；
— 第i 效二次蒸汽的汽化热，kJ/kg；
— 原料液的比热容，kJ/（kg·℃）；
— 水的比热容，kJ/（kg·℃）；
、 —第i 效及第（i-1）效溶液的沸点，℃；
— 第i 效的热利用系数，量纲为一。
p
Tt
iiiiPWiPWPWPOiiirWttcWcWcWFcrDQ))((1121
i
W
x
i
D
i
r
i
r
PO
c
PW
c
i
t
1i
t
i
Tt
对于加热蒸汽（生蒸汽）的消耗量，可列出各效焓衡算式并与式（1-2）联
解而求得。
4.蒸发器的传热面积和有效温度差在各效中的分配
任一效的传热速率方程为
（1-17）
式中 — 第i 效的传热速率，W；
— 第i 效的传热系数，W；
— 第i 效的传热面积，m2；
— 第i 效的传热温度差，℃。
有效温度分配的目的是为了求取蒸发的传热面积 ，现以三效为例，即
（1-18）
式中 （1-
19）
（1-20）
在多效蒸发中，为了便于制造和安装，通常采用各效传热面积相等的蒸发
器，即
若由式（1-18）求得的传热面积不相等，应依据各效面积的原则重新分配
各效的有效温度差。方法如下：
设以 表示各效面相等时的有效温度差，则
, , （1-21）
与（1-18）式相比可得
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Q
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K
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S
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S
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2122
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， ， （1-
22）
将式（1-22）中三式相加，得
或 （1-
23）
式中 — 各效的有效温度差之和，称为有效总温度差，℃。
由式（1-23）求得传热面积S后，即可由式（1-22）重新分配各效的有效
温度差。重复上述步骤，直至求得的各效传热面积相等，该面积即为所求。
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