蒸发器的传热面积
蒸发器的设计计算
蒸发器的设计计算蒸发器是一种用于蒸发液体的设备，广泛应用于化工、制药、食品等行业。
它通过提供适当的温度和压力条件，将液体转化为气体，并将其中的溶质分离出来。
蒸发器的设计计算是确保蒸发器能够有效地工作并达到预期性能的重要一环。
1.蒸发器的传热计算：蒸发过程是通过传热实现的，因此需要计算蒸发器的传热表面积和传热系数。
传热表面积的确定涉及到物料的传热需求以及蒸发器的设计参数，例如液体和气体的温度差，气体速度等。
传热系数的计算可以通过经验公式或者通过实验测定得到。
2.蒸发器的蒸汽消耗计算：蒸发过程需要提供适当的蒸汽量来提供传热热量，因此需要计算蒸汽的需求量。
蒸汽消耗的计算涉及到蒸发器的传热效率、物料的传热需求以及蒸汽的热量等因素。
3.蒸发器的液体供给计算：蒸发器是通过液体供给来进行蒸发的，因此需要计算液体的供给量。
液体供给的计算涉及到物料的蒸发速率、液体的流量以及液体的浓度等因素。
4.蒸发器的驱动力计算：蒸发器需要提供适当的驱动力来推动蒸发过程，因此需要计算驱动力的大小。
驱动力的计算涉及到物料的浓度差、压力差以及温度差等因素。
除了以上几个方面，蒸发器的设计还需要考虑到其他因素，例如材料的选择、操作条件的确定以及设备的尺寸等。
蒸发器的设计计算需要综合考虑这些因素，并根据实际情况进行优化。
总结起来，蒸发器的设计计算是一个复杂的过程，需要综合考虑传热、蒸汽消耗、液体供给以及驱动力等因素。
这些计算是确保蒸发器能够有效地工作并达到预期性能的关键。
通过合理的设计计算，可以提高蒸发器的效率，提高生产能力，降低能源消耗，并确保产品质量的稳定性。
[工学]食品工程原理06蒸发
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料液
2. 强制循环式蒸发器
5
二次蒸气
4
优点：适用于粘度大、易
1-加热室 2-循环泵
结晶、易结垢物料
加热 蒸气 3 1 完成液
3-循环管 4-蒸发室
5-除沫器
的蒸发循环速度大
小可调节，传热系 数较大。 缺点：动力消耗大。
2
（二）非循环型蒸发器（单程蒸发器）
1. 单程型蒸发器的特点 1
应用：
适于处理蒸发量大的稀溶液以及热敏性 或易生泡的溶液；不适于处理高粘度、 有结晶析出或易结垢的溶液。
3. 降膜式蒸发器
结构：
其加热室与升膜式蒸发器类似。
原理：
原料液由加热室顶部加入，经管端的液体 分布器均匀地流入加热管内，在溶液自身 重力作用下，溶液沿管内壁呈膜状下流， 并进行蒸发。
要求：
为了使溶液能在壁上均匀分布，且防止二 次蒸气由加热管顶端直接窜出，加热管顶 部必须设置加工良好的液体分布器。
（2）加热蒸气消耗量（热量衡算）
对蒸发器作热量衡算，当加热蒸汽在饱和温度下排出 时，有：
FhF SHS VHV Shs Php
式中：S —— 加热蒸汽消耗量，kg/s； hF，hP，hs — 加料液，完成液和冷凝水的热焓，kJ/kg HV，Hs—— 二次蒸汽和加热蒸汽的热焓，kJ/kg。
单效蒸发
二次蒸气不加利用而直接送到冷 凝器进行冷凝的蒸发操作。
将蒸发器产生的二次蒸气通到另外一
多效蒸发
个蒸发器作为加热蒸气，以便提高加 热蒸气（生蒸气）的利用率，这种串
联蒸发操作称为多效蒸发。
蒸发的目的
除去液态食品中的大量水分，减少包装、贮藏和运输费用。 提高制品浓度，获得浓缩的溶液直接作为产品或半成品。 使溶液达到适合于结晶操作的状态（饱和或过饱和浓度， 便于结晶操作。
汇总实际蒸发量与理论蒸发量
实际蒸发量与理论蒸发量第六章蒸发主要内容：蒸发设备；蒸发操作的经济性和操作方式；单效蒸发计算；多效蒸发计算。
重点内容：蒸发操作的经济性和操作方式；单效蒸发计算。
难点：列管式换热器的选型和计算。
基本要求:蒸发操作的经济性和操作方式；单效蒸发计算。
课时安排：4第一节概述一、蒸发的用途和分类在日常生活中，熬中药、煲猪骨汤，许多人都操作过。
抓中药时，医生会嘱咐，三碗水煎成一碗水。
熬中药的过程，既是一个中药有效成份的溶解过程，又是一个蒸发过程。
广东人煲的“老火靓汤”这一过程，也包含了蒸发过程。
什么叫蒸发？将溶液加热，使其中部分溶剂气化并不断去除，以提高溶液中的溶质浓度的过程即蒸发。
熬中药时，如果不是三碗水煎成一碗水，则三碗水中的药物浓度不高，药效就不够。
如图6-1所示。
图6-1蒸发示意图在化工生产中，NaOH溶液增浓、稀糖液的浓缩、由海水蒸发并冷凝制备淡水等都是采用蒸发操作来实现的。
蒸发的方式有自然蒸发和沸腾蒸发。
自然蒸发是溶液中的溶剂在低于沸点下汽化，例如海盐的晒制。
沸腾蒸发是使溶液中的溶剂在沸点时汽化，在溶液各个部分都同时发生汽化现象。
因此，沸腾蒸发的速率远超过自然蒸发速率。
蒸发可按蒸发器内的压力分为常压、加压和减压蒸发。
减压蒸发又称为真空蒸发。
按二次蒸汽利用的情况分为单效蒸发和多效蒸发。
若将所产生的二次蒸汽不再利用或被利用于蒸发器以外这种操作，称为单效蒸发；如果将二次蒸汽引至另一压力较低的蒸发器加热室，作为加热蒸汽来使用，这种操作称为多效操作蒸发。
第二节单效蒸发一、蒸发器的物料衡算图6-2 单效蒸发衡算示意图在蒸发操作中，单位时间内从溶液蒸发出来的水量，可通过物料衡算确定。
现对图6-2所示的单效蒸发器作溶质的物料衡算。
在稳定连续操作中，单位时间进入和离开蒸发器的溶质数量应相等，即Fx0=x(F−W)x1 (I)由此可求得水份蒸发量为：)………………(Ia)W=F(1−x0x1完成液的浓度：x1=Fx0F−x………………(Ib)式中，F——溶液的进料量,kg⋅ℎ−1；W——水份蒸发量, kg⋅ℎ−1；x0——原料液中溶质的浓度，质量分率；x1——完成液中溶质的浓度，质量分率二、蒸发器的热量衡算对图6-2的虚线范围作热量衡算得：DH+FC F t0=WH′+(FC F−WC W)t1+DC w T1或D(H−C w T1)=W(H′−C w t1)+FC F(t1−t0)+Q L (II)式中，D——加热蒸汽流率，kg⋅s−1；H，H′——分别是加热蒸汽和二次蒸汽的焓，J⋅kg−1；C F，C W——-分别是原料液和水的比热，J⋅kg−1⋅K−1；t0、t1——分别是原料温度和溶液的沸点，K；T1——冷凝液的饱和温度，K；Q L——蒸发器的热损失，J⋅s−1；∵H−C w T1=γ∵Dγ=Wγ′+FC F(t1−t0)+Q LD=Wγ′+FC F(t1−t0)+Q Lγ………………（IIa）式中，γ，γ` ——分别为加热蒸汽与二次蒸汽的汽化潜热，J⋅kg−1；若原料液在沸点下进入蒸发器，即kg,再忽略热损失，即Q L=0，则式（IIa）得：D W =γ′γ………………(IIb)D/W称为单位蒸汽消耗量，即蒸发1kg水所需蒸汽量，kg蒸汽⋅kg−1水由于二次蒸汽γ′与加热蒸汽γ，随压力变化不大，即γ′=γ，∵DW=1即原料液为沸点进料并忽略热损失时，加热蒸汽消耗量与二次蒸汽生成量相等。
蒸发器安装技术—蒸发器的选择计算
L=F/0.119=130.2/0.119=1094(m)
4．计算管子重量 G=L×g=1094×1.94=2122(kg)=2.122(t)
蒸发器的选择计算
二、冷风机和排管的选择计算
（二）排管的选择计算——例题
5．顶排管设计
若冷库的进深为20m，则顶排管设计长度为19 m，管距180 mm，每根U形 管长度为38.1 m，U形管间距150 mm。U形管根数为1094/38.1=28.7根， 取29根U形管。顶排管宽度为28×150=4200mm。
(1)确定传热温差，根据表6—13可得传热温差△t=10℃ (2)据to=-18℃，从表6—11中查得 K’=6.98(W／m2·℃)
二、冷风机和排管的选择计算
（二）排管的选择计算——例题
(3)据已知条件从表6—12中查出：
C1=1，因为S／D=150／38=4
C2=1
蒸发器的选择与安装
C3=1.1(氨泵供液)
（二）排管的选择计算
各种形式排管换算系数表
排管形式
Cl S/D=4 S/D=2
C2
C3 非氨泵供液 氨泵强制供液
光滑U形顶排管
1.0 1.0000 (0.038/D)0.18
1.0
1.0
单层光滑蛇形顶排管 1.0 0.9750 (0.038/D)0.18
1.0
1.1
双层光滑蛇形顶排管 1.0 1.0000 (0.038/D)0.18
qv Qq =1.0×39000=39000 m3／h
根据冻结间所需冷却面积与风量，结合冷风机横向布置要求，可选用KLJ200 型冷风机二台(每台换热面积200m2，风量19980m3／h)。
二、冷风机和排管的选择计算
化工原理上第5章5 蒸发
效数选择：
生蒸汽经济性随效数提高幅度减小，而设备费用始终 正比于效数。 选取原则：设备费用和操作费用总和最小，
通常选取2-3效。
5.4.4 提高加热蒸汽经济性的措施
(1) 额外蒸汽的引出 (2) 冷凝水的闪蒸 (3) 多效变级闪蒸 (4) 热泵蒸发
(1) 额外蒸汽的引出
在多效蒸发中，可在前几效引出部分二次蒸气，称为额外蒸气,作为 其它加热设备的热源。引出额外蒸气时，生蒸气的消耗量增加，但 所增加的生蒸气量小于引出的额外蒸气总量，从总体来看，生蒸气 的经济性提高了.
(2) 蒸发器的传热面积计算和有效温差分配
各效有：
Ai
Qi K i ti
t1
: t2
: t3
Q1 K1 A1
:
Q2 K2 A2
:
Q3 K3 A3
一般取： A1 A2 A.3 ...An
得：
t1
:
t2
:
t3
Q1 K1
:
Q2 K2
: Q3 K3
t1
Q1
/ K1 Qi
已知： F, x0 , t0 , x, p, p
求： W，D，A （ 以平流流程为例）
(1) 物料衡算和热量衡算
1) 物料衡算
W
n
Wi
总溶质：
Fx0
i 1
(F
W )xn
W
F (1
x0
)
xn
任一效溶质：Fx0 (F W1...Wi )xi
xi
(F
Fx0 W1...Wi )
蒸发室
加热室
完成液 Fq-mW0,-xqmw,w, t,tc,,ch,,h
蒸发器技术参数
蒸发器技术参数（实用版）目录1.蒸发器概述2.蒸发器技术参数分类3.蒸发器技术参数详解3.1 蒸发器容量3.2 蒸发器传热系数3.3 蒸发器工作压力3.4 蒸发器材质3.5 蒸发器能耗4.蒸发器技术参数对性能的影响5.蒸发器技术参数选择建议正文一、蒸发器概述蒸发器是一种用于实现液体蒸发的设备，广泛应用于化工、制冷、轻工、医药等领域。
其工作原理是在一定的温度和压力下，使液体物料变为蒸汽，从而实现传热、浓缩、干燥等目的。
蒸发器在工业生产中具有重要意义，其性能和使用效果受到广泛关注。
二、蒸发器技术参数分类蒸发器的技术参数主要包括蒸发器容量、传热系数、工作压力、材质、能耗等方面。
这些参数直接影响蒸发器的性能、效率和使用寿命。
三、蒸发器技术参数详解1.蒸发器容量蒸发器容量是指蒸发器在单位时间内能够蒸发的液体量。
蒸发器容量的大小取决于蒸发器的设计和工艺条件，如加热面积、传热系数、进料速度等。
合理的蒸发器容量可以提高生产效率，降低能耗。
2.蒸发器传热系数蒸发器传热系数是指蒸发器在单位时间内，单位传热面积上液体蒸发的热量。
传热系数越大，蒸发器的传热效果越好，蒸发速度越快。
蒸发器传热系数受蒸发器材质、结构和工作条件等因素影响。
3.蒸发器工作压力蒸发器工作压力是指蒸发器内部液体和蒸汽的压力。
工作压力的选择应根据生产工艺要求和设备安全考虑。
合适的蒸发器工作压力可以保证蒸发器的稳定运行，避免设备损坏和生产事故。
4.蒸发器材质蒸发器材质对蒸发器的性能和使用寿命有重要影响。
常见的蒸发器材质有不锈钢、碳钢、铜等。
根据不同的工作条件和介质特性，选择合适的蒸发器材质可以提高蒸发器的耐腐蚀性、耐磨性和传热性能。
5.蒸发器能耗蒸发器能耗是指蒸发器在运行过程中消耗的能量。
降低蒸发器能耗可以减少生产成本，提高经济效益。
蒸发器能耗受蒸发器设计、工艺条件和操作管理等因素影响。
四、蒸发器技术参数对性能的影响蒸发器技术参数的合理选择和调整可以提高蒸发器的性能，保证生产过程的稳定运行。
蒸发器传热系数 -回复
蒸发器传热系数-回复蒸发器传热系数是指在蒸发器中传递热量的效率。
蒸发器是一种使液体变成气体的设备，常见的应用包括冷藏设备、空调系统和工业蒸发设备等。
在这篇文章中，我们将一步一步地解释蒸发器传热系数的概念、计算方法以及影响因素。
首先，我们来了解一下蒸发器传热系数的定义。
蒸发器传热系数是指单位面积内蒸发器的传热率，通常用W/(m^2·K)或kW/(m^2·K)表示。
它表示在单位面积内蒸发器能够传递多少热量到蒸发物质中。
蒸发器传热系数越大，意味着蒸发器的传热效率越高。
接下来，让我们了解一下蒸发器传热系数的计算方法。
蒸发器传热系数可以通过实验测量或理论计算得到。
实验测量方法通常通过设置实验装置，测量蒸发器传热面积和传热过程中的温度和热流量等参数，然后根据传热方程来计算传热系数。
而理论计算方法通常使用传热模型和实验数据来推导传热系数的计算公式。
在计算传热系数时，有几个主要的因素需要考虑。
首先是传热介质的物性参数，包括蒸发物质的热导率、比热容和粘度等。
这些参数决定了物质传热的能力和传热过程的阻力。
其次是蒸发器的结构参数，包括传热表面的面积和形状、传热介质的流动方式以及传热界面的温度差等。
这些参数影响了传热的路径和速率。
此外，环境条件也会对传热系数产生影响。
例如，传热介质的入口温度、出口温度和流速等参数会影响传热介质与蒸发器之间的热传递。
同样，环境温度、湿度和压力等因素也会对传热系数产生影响。
在实际应用中，为了提高蒸发器的传热效率，通常采取一些措施。
首先是增大传热表面的面积，可以通过增加传热器的数量或者改变传热器的结构来实现。
其次是提高传热介质的流速，可以通过增加泵的功率或者改变流动方式来实现。
此外，还可以采用传热增强技术，如使用传热增强器件或者改变流动方向等。
最后，需要注意的是，蒸发器传热系数的计算和优化是一个综合问题，需要考虑多个因素的相互作用。
因此，在设计和选择蒸发器时，需要综合考虑传热系数、生产成本、能耗和设备尺寸等因素，以达到最佳的传热效果。
大学毕业设计蒸发器设计(一)2024
大学毕业设计蒸发器设计（一）引言概述：蒸发器是一种关键的热交换设备，广泛应用于各种工业领域。
本文将针对大学毕业设计项目的蒸发器设计展开详细的讨论。
在接下来的正文中，我们将分为五个大点，探讨蒸发器设计的相关内容，包括热传导理论、传热面积计算、流体流动分析、参数优化以及最终设计方案。
通过这些内容的阐述，旨在为读者提供一些有益的指导，以便成功完成大学毕业设计蒸发器的设计。
正文：1. 热传导理论1.1 热量传导基本原理1.2 热传导定律1.3 常见材料的热导率数据1.4 材料选择与蒸发器设计的关系1.5 热传导分析在蒸发器设计中的应用2. 传热面积计算2.1 传热面积的概念及影响因素2.2 简化传热面积计算方法2.3 复杂传热面积计算方法2.4 计算结果的验证与修改2.5 传热面积计算在蒸发器设计中的应用3. 流体流动分析3.1 流体流动基本原理3.2 流动类型与蒸发器设计的关系3.3 流动参数的测定与分析3.4 流体流动模拟方法3.5 流体流动分析在蒸发器设计中的应用4. 参数优化4.1 设计参数的选择与优化4.2 热导率及流体流动参数的优化4.3 整体性能指标的优化4.4 材料成本与性能的综合考虑4.5 多目标优化方法及应用5. 最终设计方案5.1 设计方案的制定与评估5.2 设计方案的绘图与说明5.3 设计方案的成本估计5.4 设计方案的可行性分析5.5 最终设计方案的总结与推广总结：通过对大学毕业设计蒸发器设计的详细讨论，我们从热传导理论、传热面积计算、流体流动分析、参数优化以及最终设计方案等五个大点展开讨论。
我们明确了热传导理论对蒸发器设计的重要性，以及传热面积计算、流体流动分析和参数优化在设计过程中的应用。
最后，我们提出了一个最终设计方案，概述了其制定与评估过程，并对设计方案的可行性与推广进行了总结。
希望本文对读者在进行大学毕业设计蒸发器设计时能够提供有益的指导与参考。
蒸发工理论试题及答案
蒸发工理论试题及答案一、填空题（每题2分，共20分）1. 蒸发操作中，溶液的沸点随着______的增加而升高。
答案：浓度2. 蒸发器的传热系数与______成正比。
答案：流速3. 蒸发过程中，溶液的粘度随着______的增加而增加。
答案：浓度4. 蒸发器的热损失与______成正比。
答案：温差5. 在蒸发操作中，提高真空度可以______溶液的沸点。
答案：降低6. 蒸发器的传热面积越大，蒸发效率______。
答案：越高7. 蒸发操作中，溶液的沸点随着______的增加而降低。
答案：压力8. 蒸发器的热效率与______成正比。
答案：温差9. 蒸发操作中，提高进料温度可以______热能的消耗。
答案：减少10. 蒸发器的传热系数与______成反比。
答案：污垢二、选择题（每题2分，共20分）1. 蒸发操作中，下列哪种物质的沸点随压力的增加而降低？A. 水B. 乙醇C. 氯化钠溶液D. 硫酸答案：C2. 蒸发器的传热系数与下列哪个因素无关？A. 流速B. 污垢C. 温度D. 压力答案：D3. 蒸发过程中，下列哪种操作可以提高蒸发效率？A. 增加进料温度B. 降低进料温度C. 减少进料量D. 增加进料量答案：A4. 蒸发器的热损失与下列哪个因素无关？A. 温差B. 传热面积C. 污垢D. 压力答案：D5. 在蒸发操作中，下列哪种物质的沸点随浓度的增加而降低？A. 水B. 乙醇C. 氯化钠溶液D. 硫酸答案：C6. 蒸发器的传热系数与下列哪个因素成正比？A. 污垢B. 流速C. 温度D. 压力答案：B7. 蒸发操作中，下列哪种操作可以降低溶液的沸点？A. 增加压力B. 降低压力C. 增加浓度D. 降低浓度答案：B8. 蒸发器的热效率与下列哪个因素无关？A. 温差B. 传热面积C. 污垢D. 压力答案：D9. 蒸发操作中，下列哪种物质的沸点随温度的增加而增加？A. 水B. 乙醇C. 氯化钠溶液D. 硫酸答案：A10. 蒸发器的传热系数与下列哪个因素成反比？A. 污垢B. 流速C. 温度D. 压力答案：A三、判断题（每题2分，共20分）1. 蒸发操作中，溶液的沸点随着浓度的增加而降低。
化工原理试题库(总).
第5章蒸发一、选择题1.以下蒸发器属于自然循环型蒸发器的是（）蒸发器。
A、强制循环型B、升膜C、浸没燃烧D、外热式2.与加压、常压蒸发器相比，采用真空蒸发可使蒸发器的传热面积（），温度差（），总传热系数（）。
A、增大B、减小C、不变D、不确定3.蒸发操作能持续进行的必要条件是( )。
A、热能的不断供应，冷凝水的及时排除。
B、热能的不断供应，生成蒸气的不断排除。
C、把二次蒸气通入下一效作为热源蒸气。
D、采用多效操作，通常使用2-3效。
4.蒸发操作通常采用( )加热。
A、电加热法B、烟道气加热C、直接水蒸气加热D、间接饱和水蒸气加热5.以下哪一条不是减压蒸发的优点( )。
A、可以利用低压蒸气或废汽作为加热剂B、可用以浓缩不耐高温的溶液C、可减少蒸发器的热损失D、可以自动地使溶液流到下一效，不需泵输送6.多效蒸发流程通常有三种方式，以下哪一种是错误的( )。
A、顺流B、逆流C、错流D、平流7.中央循环管式蒸发器中液体的流动称为( )。
A、自然循环B、强制循环C、自然沸腾D、强制沸腾8.蒸发操作中，二次蒸气的冷凝通常采用( )。
A、间壁式冷凝B、混合式冷凝C、蓄热式冷凝D、自然冷凝9.单效蒸发器计算中D／W 称为单位蒸汽消耗量，如原料液的沸点为393K，下列哪种情况D/W最大? ( )。
A、原料液在293K时加入蒸发器B、原料液在390K时加入蒸发器C、原料液在393K时加入蒸发器D、原料液在395K时加入蒸发器10.蒸发过程温度差损失之一是由于溶质存在，使溶液（）所致。
A、沸点升高B、沸点降低C、蒸汽压升高11.属于单程型的蒸发器是（）。
A、中央循环管式蒸发器B、外热式蒸发器C、降膜蒸发器D、悬筐式蒸发器二、填空题1.蒸发操作所用的设备称为________。
2.蒸发操作中，加热溶液用的蒸汽称为________，蒸发出的蒸汽称为________。
3.按二次蒸汽是否被利用，蒸发分为________和________；按操作压强大小，蒸发分为________、________和________；按蒸发方式不同，蒸发分为________和________。