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。
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。
三效蒸发器设计
- -目录第一章设计方案的确定31.1 蒸发器的类型与选择31.2 蒸发操作条件的确定11.2.1加热蒸汽压强的确定11.2.2冷凝器操作压强的确定2第二章蒸发工艺的设计计算22.1 蒸发器的设计步骤22.2 各效蒸发量和完成液浓度的估算22.3溶液沸点和有效温度差的确定32.3.1各效由于溶液的蒸汽压下降所引起的温度差损失∆/42.3.2由于蒸发器中溶液静压强引起的温度差损失∆''42.3.3由流动阻力而引起的温度差损失∆'''52.3.4各效溶液的沸点和有效总温度差62.4加热蒸汽消耗量和各效蒸发水量的初步计算62.5估算蒸发器的传热面积72.6温差的重新分配与试差计算82.6.1重新分配各效的有效温度差82.6.2重复上述计算步骤9第三章蒸发器的主要结构工艺尺寸的设计143.1 加热管的选择和管束的初步估计143.1.1 循环管直径的选择153.1.2 加热室直径及加热管数目的确定153.1.3分离室直径和高度的确定163.2接管尺寸的确定153.2.1溶液的进出口管153.2.2加热蒸汽与二次蒸汽接管153.2.3冷凝水出口16第四章蒸发装置的辅助设备的设计174.1 气液分离器174.2蒸汽冷凝器主要类型174.3蒸汽冷凝器的设计与选用194.3.1工作水量的计算194.3.2喷射器结构尺寸的计算194.3.3射流长度的决定23第五章设计结果一览表22结束语错误!未定义书签。
主要参考文献错误!未定义书签。
第一章设计方案的确定蒸发是用加热的方法，在沸腾的状态下使溶液中具有挥发性的溶剂部分汽化的单元操作。
蒸发操作广泛用于化工、轻工、制药、食品等许多工业中。
蒸发操作条件的确定主要指蒸发器加热蒸汽的压强（或温度），冷凝器的操作压强（或温度）的确定，正确选择蒸发的操作条件，对保证产品质量和降低能耗极为重要。
1.1 蒸发器的类型与选择随着工业技术的发展，新型蒸发设备不断出现。
蒸发器(单效、多效蒸发)
∆t T = T0 − T = 150 − 100 = 50
如果蒸发的是30%的NaOH水溶液，在常压下其沸点是高于100℃。 若其沸点 t = 120 ℃，则有效传热温差 ∆t = T0 − t = 150 − 120 = 30℃， t比 ∆ ∆tT 所减小的值，称为传热温度差损失，简称温度差损失，用 ∆ 表示
D W min W D max
单效 1.1 0.91
双效 0.57 0.175
三效 0.4 2.5
四效 0.3 3.33
五效 0.27 3.70
7.3.2 多效蒸发流程
多效蒸发操作蒸汽与物料的流向有多种组合，常见的有： 并流： 溶液与蒸汽的流向相同，称并流。 逆流： 溶液与蒸汽的流向相反，称逆流。 错流： 溶液与蒸汽在有些效间成并流，而在有些效间成逆流。 平流： 每一效都加入原料液的方法。 下面以三效为例加以说明： （1）并流流程（图7-14） 蒸汽流动方向： 1→2→3 溶液流动方向： 1→2→3
（4）效蒸发过程的计算 ①设计型计算：给定蒸发任务，要求设计经济上合理的蒸发器。 给定条件：料液流量 F ，浓度 w0 ，温度 t 0 以及完成液浓度 w ； 设计条件：加热蒸汽的压强以及冷凝器的操作压强主要由可供使用 的冷却水温度来决定； 计算目的：根据选用的蒸发器形式确定传热系数K ，计算所需供热 面积 A 及加热蒸汽用量 D 。
7.2 单效蒸发
7.2.1 单效蒸发的计算
对于单效蒸发，在给定的生产任务和确定了操作条件以后，通 常需要计算以下的这些内容： ① 分的蒸发量； ② 热蒸汽消耗量； ③ 发器的传热面积。 要解决以上问题，我们可应用物料衡算方程，热量衡算方程和 传热速率方程来解决。
7.2.1 单效蒸发的计算
多效蒸发的计算
根据各效的浓度查图可得到不同浓度所对应的 由于蒸汽压降低而引起的常压下的温度差损失分别 为：
△1=15.14℃，△2=7.86℃，△3=5.54℃， △4=4.60℃，△5=3.57℃，△6=2.57℃ 假设各效蒸发器的压强：
P1=120KPa P2=60KPa P3=36KPa P4=22KPa
P5=14KPa P6=10.3KPa 压强对沸点升高的影响可以用下面的公式进行
整
由于求得的各效传热面积相差较多，故应调整各
效有效温度差，具体方法如下：
由上面求得的各效黑液流量可重新得到各效黑
液浓度，进而可求得比热容和温度差损失，最后得到
总有效传热温差。
Am=
·△ △
△ti′= ·△
式中 Am 是平均传热面积 △ti′是调整后的温差
在这里要特别注意调整后的各效有不等则应按比例
L5 C5 T5+（L4-L3） 2315.2=（L5-L4）（2618.5+1.884 5.60）+ L4 C4 T4
L6 C6 T6+（L5-L4） 2346.5=（L6-L5）（2598.6+1.884 4.57）+ L5 C5 T5
L0 C0 T0+（L6-L5） 2383.5=（L0-L6）（2585+1.884 2.57）+ L6 C6 T6
W6=11538.5 ㎏/h 可得
X1=65%，X2=47.27%，X3=37.14%，X4=30.59%， X5=26%，X6=22.61%
根据各效的浓度查图可得到不同浓度所对应的
由于蒸汽压降低而引起的温度差损分别为：
△1=15.14℃，△2=6.12℃，△3=5.54℃， △4=4.60℃，△5=3.57℃，△6=2.57℃ 设由于二次蒸汽在管路中阻力引起的温度差损
多效蒸发
7.3 多效蒸发蒸发装置的操作费用主要是汽化大量水分（W ）所需消耗的能量。
通常将每1kg 加热蒸汽所能蒸发的水量（D W ）称为蒸汽的经济性，或用溶液中蒸发出1kg 水所需消耗的生蒸汽的量（W D ）表示蒸汽的利用率， DW ↑，生蒸汽利用率↑，它是蒸发操作是否经济的主要标志。
由前面学过的知识我们知道，在单效蒸发中，若物料的水溶液先预热至沸点后假如蒸发器，忽略生蒸汽与产生的二次蒸汽的汽化潜热的差异，不计热损失。
则每1kg 加热蒸汽可汽化1kg 水，即D W =1。
实际上，由于有热损失等原因，DW <1。
在大规模工业蒸发中，蒸发大量的水分必然会消耗大量的加热蒸汽。
作为工程技术人员，必须设法尽量节省加热蒸汽的消耗量，以提高生蒸汽的消耗量，以提高生蒸汽的利用率，那么采用什么措施才能达到此目的呢?① 利用二次蒸汽的潜热② 利用冷凝水的显热（如预热原料液） 7.3.1 多效蒸发蒸汽的经济性（利用率）利用二次蒸汽的潜热的最普通的方法是多效蒸发，即将前一效的二次蒸汽引入后一个蒸发器作为加热蒸汽，这样后一效的加热它就成为前一效二次蒸汽的冷凝器，由于各效（除最后一效外）的二次蒸汽都作为下一效蒸发器的加热蒸汽，这就提高了生蒸汽的利用率。
如：假设第一效的沸点进料，并略去热损失，温度差损失和不同压力下蒸发潜热的差别，则理论上： 第一效：11=W D⇒ 1W D =， 1kg 生蒸汽在第一效中可产生1kg 的二次蒸汽，将此1kg 二次蒸 （1W ）引入第二效又可蒸发1kg 水，即第二效：D W W ==12，1kg 生蒸汽在双效中的总蒸发量D W W W 221=+=， 所以DW =2 依次类推： 三效 3=D W ，……，n 效 n DW=但实际上，由于热损失，温度差损失等原因，单位蒸汽消耗量不可能达到如此经济的程度，根据生产经验，最大的D W /的值大致如下：效数单效 双效 三效 四效 五效 m in ⎪⎭⎫ ⎝⎛W D 1.1 0.57 0.4 0.3 0.27 m ax⎪⎭⎫ ⎝⎛D W 0.911.752.53.333.70可见，多效蒸发（DW ），说明蒸发同样数量的水分W ，采用多效蒸发时为小，可节省生蒸汽用量，提高生蒸汽的利用率，但是，是不是效越多越好呢?（不是，后面我们会学到，生蒸汽利用率的提高是以降低蒸发强度为代价的，效数↑，蒸发强度↓，以及其它一些技术上的限制（如8~5>∆i t ℃）使得效数不能随意增加，一般常见2~3效）。
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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=1：1.1：1.2 （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，℃。
p1p
kp
)(1kTTt
t
1T
kT （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。 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。
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p （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0.98-0.7 （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。 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 ， ， （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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