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单效蒸发及计算

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(2)提高蒸发强度的另一途径是增大总传热系数。由式5-24可知,总传热系数K取决于两侧对流传热系数和污垢热阻。 蒸汽冷凝的传热系数

通常总比溶液沸腾传热系数

大,即在总传热热阻中,

蒸汽冷凝侧的热阻较小,但在蒸发器操作中,需要及时排除蒸汽中的不凝气体,否则其热阻将大大增加,使总传热系数下降。 管内溶液侧的沸腾传热系数

是影响总传热系数的主要因素。如前所述,影响

的若干因素,以便根据实际的蒸发任务,

的因素很多,如溶液的性质、蒸发器的类型及操作条件等等。由前面介绍的沸腾传热系数的关联式可以了解影响选择适宜的蒸发器型式及其操作条件。

管内溶液侧的污垢热阻往往是影响总传热系数的重要因素。特别当蒸发易结垢和有结晶析出的溶液时,极易在传热面上形成垢层,使K值急剧下降。为了减小垢层热阻,通常的办法是定期清洗。此外,亦可采用减小垢层热阻的其它措施。例如,选用适宜的蒸发器型式(如强制循环或列文蒸发器等);在溶液中加入晶种或微量阻垢剂等等。 2.加热蒸汽的经济性

如前所述,蒸发过程是一个能耗较大的单元操作,因此能耗是蒸发过程优劣的另一个重要评价指标,通常以加热蒸汽的经济性来表示。加热蒸汽的经济性系指1kg生蒸汽可蒸发的水分量,即

(5-34)

为了提高加热蒸汽的经济性,可有多种途径。有关内容在下一节将要详细讨论。 如前所述,单效蒸发时,单位加热蒸汽消耗量大于1,即每蒸发1kg水需消耗不少于1kg的加热蒸汽。因之,对于大规模的工业蒸发过程,如果采用单效操作必然消耗大量的加热蒸汽,这在经济上是不合理的。有鉴于此,工业上多采用多效蒸发操作。

在多效蒸发中,各效的操作压力依次降低,相应地,各效的加热蒸汽温度及溶液的沸点亦依次降低。因此,只有当提供的新鲜加热蒸汽的压力较高或末效采用真空的条件下,多效蒸发才是可行的。以三效蒸发为例,如果第一效的加热蒸汽为低压蒸汽(如常压),显然末效(第三效)应在真空下操作,才能使各效间都维持一定的压力差及温度差;反之,如果末效在常压下操作,则要求第一效的加热蒸汽有较高的压力。

单效蒸发及计算

(2)提高蒸发强度的另一途径是增大总传热系数。由式5-24可知,总传热系数K取决于两侧对流传热系数和污垢热阻。蒸汽冷凝的传热系数通常总比溶液沸腾传热系数大,即在总传热热阻中,蒸汽冷凝侧的热阻较小,但在蒸发器操作中,需要及时排除蒸汽中的不凝气体,否则其热阻将大大增加,使总传热系数下降。管内溶液侧的沸腾传热系数是影响总传热系数的主
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