W?W1r2(Fct?t?2???r'?PO?W1cPW)122r'?2????2177W1?2229?(11000?3.5?4.18?W133.02?113.79?1)2229???0.8625W1?3465W??W2r3t2?t3?3??r'?(FcPO?W1cPW?W2cpw)'?3r3????2229W2?(1100050.48??2355?3.5?4.18?W1?4.18W2)2854.9??
?0.8625W2?0.084W1?770 又W1+W2+W3=7333.33 联立 ①②③④ 计算得W1=2217.7kg/h W2=2460.1kg/h W3=2733.7kg/h D1=2263kg/h 与第一次计算结果比较，其相对误差为
计算相对误差均在0.05以下，故各效蒸发量的计算结果合理。4.4 蒸发器传热面积的估算
②
③
④
Si?QiKi?tiQ1?D1r1?2263?2138.5?103/3600?1.344?106W?t1?T1?t1?143.3?133.02?10.38℃Q11.344?106S1???64.74m2K1?t12000?10.38Q2?W1r1?2217.7?103?2177/3600?1.341?106W' ?t2?T2?t2?131.2?113.79?17.41℃Q21.341?106S2???77.02m2K2?t21000?17.41Q3?W2r2?2460.1?2229?103/3600?1.523?106W?t3?T3?t3?111.32?63.31?48.01℃Q31.523?106S3???63.45m2K3?t3500?48.01'
误差为1-Smin63.45?1??0.18?0.05，误差较大，应调整各效的有效温度差，重Smax77.02复上述计算过程。
4.5 有效温度的再分配
S?S1?t1?S2?t2?S3?t364.74?10.38?77.02?17.41?63.45?48.01??66.74m2 ??t10.38?17.41?48.01重新分配有效温度差，可得
S164.74?t1??10.38?10.07℃S66.74S77.02?17.41?20.09℃ ?t2'?2?t2?S66.74S63.45'?t3?3?t3??48.01?45.64℃S66.74?t1?'
4.6 重复上述计算步骤
4.6.1 计算各效料液
由所求得的各效蒸发量，可求各效料液的浓度，即
x1?Fx011000?0.15??0.2F?W111000?2217.7Fx011000?0.15??0.28
F?W1?W211000?2217.7?24060.1 x2?x3?0.454.6.2 计算各效料液的温度
因末效完成液浓度和二次蒸气压力均不变，各种温度差损失可视为恒定，故末效溶液的温度仍为63.31℃, 即
t3?63.31℃
则第Ⅲ效加热蒸汽的温度（也即第Ⅱ效料液二次蒸气温度)为
'T3?T2'?t3??t3?63.31?45.64?108.95T2?T?t2??t?113.79?20.09?133.88'1'2
表4-2 常压下不同质量分数的KNO沸点
质量分数kg/l 沸点℃
相关查表参数
T1'?133.8818.8% 101.5 25.9% 102.2 45% 104.2 r1'?2165kJ/kg
T2'?108.95r2'?2237kJ/kgT3'?60.1r3'?2355kJ/kg则
0.0162?133.88 ?273?''?1?f?a??a?1.86℃ 21652'℃
℃
各效料液温度为t1?T1??1?133.88?1.86?135.74℃ t2?T2'?2?108.95?2.32?111.27℃
温度差重新分配后各效温度情况列于下表：
'
表4.2 三效蒸发器各效的温度
加热蒸汽温度，C 有效温度差，C 料液温度（沸点），C
00
0
T1=143.4 T'1=133.88 T'2=108.95
?t1?10.38
t1=135.74
?t2?17.41
t2=111.27
?t3?48.01
t3=63.31
4.6.3 各效的热量衡算
由于忽略溶液的浓缩热，所以
①
?W1r2t1?t2??2165W1135.74?111.27?W2????Fcp0?Wlcpw???11000?3.5?4.187W1?????r2'?2237???r2??2237 =0.9221W1+419.65 ②
=0.8646W2-0.0853W1+784.06 ③
又W1+W2+W3=7411.5 ④ 联立 ①②③④ 计算得 W1=2235.3 kg/h W2=2480.82kg/h W3=2739.05 kg/h D1=2263 kg/h 与第一次计算结果比较，其相对误差为
1?1?1?2235.3?0.00792217.72480.82?0.00842460.12739.05?0.0022733.7
与第一次计算结果比较，其计算相对误差均在0.05以下，故各效蒸发量的计算结果合理。其各效溶液无明显变化，不需要重新计算。
4.6.4 蒸发器传热面积的计算
Q1?D1r1?2263?2138.5?1000/3600?1.344?106 WΔt1?10.07 ?CS1?Q1' Δt2K1Δt1?Q2?W1r1?2235.39?2165?1000/3600?1.344?106 W?20.09 ?C
1.344?106??66.75m22000?10.07Q21.344?106S2???66.92 m2K2Δt21000?20.09?Q3?W2r3?2460.1?2237?1000/3600?1.529?106 WΔt3?45.64 ?CS3?Q3K3Δt31.529?106??66.99 m2500?45.64误差为1? Smin66.75?1??0.0036＜ 0.05，迭代计算结果合理。 Smax66.99平均传热面积为
Sm?S1?S2?S366.75?66.92?66.99??66.89 m233
KNO3水溶液三效并流加料蒸发装置的设计--化工原理课程设计
