.
3.1.1估计各效蒸发量和完成液浓度
年处理量：：（7.92×10+30X）吨 ，且每年按照300天计算，每天24小时。
4
(7.92?104)?103F??11000kg/h
300?24 总蒸发量：
?x??0.08?W?F?1?0??11000??1???9166.7kg/h
x0.48??3??因并流加料，蒸发中无额外蒸气引出，可设
W1:W2:W3?1:1.1:1.2W1?W2?W3?3.3W1W1?W9166.7??2777.8kg/h3.33.3W2?1.1W1?1.1?2777.8?3055.6 kg/h
W3?1.2W1?1.2?2777.8?3333.4kg/h
x1?Fx011000?0.08
??0.1070
F?W111000?2777.8Fx011000?0.08??0.1703
F?W1?W211000?2777.8?3055.6x2?x3?0.48
3.1.2 估计各效蒸发溶液的沸点和有效总温度差 设各效间压力降相等，则总压力差为
?ΔP?P?P??400?20?380 kPa
1KΔP380??=126.67 kPa 各效间的平均压力差为ΔP?i33 由各效的压力差可求得各效蒸发室的压力，即：
.
.
P1??P1?ΔPi?400?126.67?273.33 kPa??P1?2ΔPi?400?2?126.67?146.66 kPa P2??20 kPaP3??PK 由各效的二次蒸气压力，从手册中可查得相应的二次蒸气的温度和气化潜热列于下表中。
表1 二次蒸气的温度和气化潜热 效数
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
，kPa 二次蒸气压力Pi?0二次蒸气温度Ti?,C
273.33 146.66 20
130.2 110.5 60.1
(即下一效加热蒸汽的温度） 二次蒸气的气化潜热ri,kJ/kg （即下一效加热蒸汽的气化潜热）
(1)各效由于溶液沸点而引起的温度差损失??
蒸发操作常常在加压或减压下进行，从手册中很难直接查到非常压下的溶液沸点。所以用以下方法估算。
???f??a
'2177.3 2231.0 2354.9
?(0.016T2i? f?r?2273)
??a—常压下(101.3kPa)由于溶质引起的沸点升高，即溶液的沸点-水的沸点 常压下水的沸
点为100℃。
（2）由《化工原理》上册第280页无机物水溶液在常压下的沸点表查得常压下不同质量分数的KNO3沸点：
表2 KNO3水溶液在常压下的沸点
质量分数kg/l 沸点℃/tAit 10.7% 100.8 17% 101.4 48% 105.3 经查表知400 kPa下饱和蒸汽温度为143.4℃，气化潜热为2138.5kJ/kg
?'a?tAi?100
.
.
0.0162?(130.2?273)2??f???1?(100.8?100)?0.97?C a?2177.30.0162?(110.5?273)2???(101.4?100)?1.50?C 2?f?a?2231.00.0162?(60.1?273)2????(105.3?100)?4.05?C 3?f?a?2354.9由于不考虑液柱静压效应和流动阻力对沸点的影响，所以总的温差损失为
????'??'1??'2??'3?0.97?1.50?4.05?6.52
（3）各效料液的温度和有效总温差
由各效二次蒸气Pi＇及温度差损失Δ?i，即可由下式估算各效料液的温度ti:
ti?Ti??Δi??0.97 ?CΔ1?Δ1Δ2?Δ?2?1.50?CΔ3?Δ?3?4.05 ?C
各效料液温度为
t1?T1??Δ1?130.2?0.97?131.17?C??Δ2?110.5?1.50?112.00 ?Ct2?T2t3?T3??Δ3?60.1?4.05?64.15 ?C有效总温度差
?Δt??TSKS????Δ ?TK
由手册可查得400kPa饱和蒸汽的温度为143.4?C、气化潜热为2138.5kJ/kg，所以
?Δt??T?T????Δ?143.4?60.1?6.52?76.78?C
3.1.3加热蒸汽消耗量和各效蒸发水量的初步计算 第i效的热量衡算式为
Qi?Diri??Fcp0?W1cpw?W2cpw?...Wi?1cpw??ti?ti?1??Wiri'
当无额外蒸汽抽出时Di?Wi?1 由上式求得第i效蒸发水量Wi的计算式
.
.
?DrWi??i?ii?(Fcp0?W1cpw??ri??Wi?1cpw)ti?1?ti? ?ri??由于忽略溶液的浓缩热和热损失，所以热利用系数??1
Di?Wi?1
cpw=4.187kJ/(kg·℃﹚ 第Ⅰ效的蒸发水量W1为
?D1r1t0?t1?W1?η1??Fcp0??rr1???1143.4?131.17??2138.5?1??D1?11000?3.5?? ①
2177.3?2177.3??0.9822D1?216.3 第Ⅱ效的蒸发水量W2为
?Drt?t?W2?η2?22??Fcp0?W1cpw?12????r2?r2?Wrt?t??η2?12??Fcp0?W1cpw?12????r2?r2131.17?112.00??2177.3?1??W1??11000?3.5?4.187W1??2231.0?2230.2??0.9400W1?330.8 对于第Ⅲ效，同理可得
②
?Drt2?t?3W3?η3?33??Fcp?Wc?Wc?01pw2?pwr3???r3??Wrt?t??η3?23??Fcp0?W1cpw?W2cpw?23? r3???r3?112.00?63.15??2231.0?1??W2??11000?3.5?4.187W1?4.187W2??2354.9?2354.9??0.8624W2?0.08500W1?781.556.g7h 又因为 W1?W2?W3?916k / ④
联解上面①②③④式，可得
③
W1?2914.46kg/h
.
.
W2?3070.39kg/h W3=3181.73 kg/h D1?2747.06kg/h
3.1.4蒸发器传热面积的估算 Si?Qi KiΔtiQ1?D1r1?2747.06?2138.5?1033600?1.6318?106 W
Δt1?T1?t1?143.4?131.17?12.23?C
Q11.6318?106S1???66.71 m2
K1Δt12000?12.23Q2?W1r1??2914.46?2177.3?1033600?1.7627?106 W
Δt2?T2?t2?T'1-t2?130.2?112.00?18.20 ?C
Q21.7627?106S2???96.85m2
K2Δt21000?18.20??3070.39?2231.0?10 Q3?W2r233600?1.9028?106 W
Δt3?T3?t3?T2'-t3?110.5?64.15?46.35 ?C
Q31.9028?106S3???82.11m2
K3Δt3500?46.35误差为1? Smin66.71?1??0.311＞0.05，误差较大，应调整各效的有效温度差，重Smax96.85复上述计算过程，使三个蒸发器的传热面积尽量相等。 3.1.5有效温度的再分配
S??S1Δt1?S2Δt2?S3Δt3??t66.71?12.23?96.85?18.20?82.11?46.35?83.15 m212.23?18.20?46.35
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