第08章 蒸发
08第八章 省煤器和空气预热器
优缺点如下：
优点
（1）回转式空气预热器由于其传热面密度高达 500m2/m3，因而结构紧凑，占地面积小，其体积约为 同容量的管式空气预热器的1/10。
（2）重量轻，因管式空气预热器的管子壁厚为1.5mm ，而回转式空气预热器的蓄热板，其厚度不过 0.5~1.25mm，而且蓄热板布置很紧凑，故回转式空 气预热器金属耗量约为同容量管式空预器的1/3。
空气预热器的作用
1．电站锅炉用汽轮机抽汽预热锅炉给水，省 煤器入口水温很高，亚临界锅炉达260℃，锅 炉排烟温度降低受限制，须利用空气预热器 降低排烟温度；
2．磨制、烘干煤粉，改善燃料着火与燃烧， 强化炉内辐射换热，要求将空气加热到较高 的温度，空气预热器是必须的。
不同燃料和燃烧方式对预热空气温度的要求
燃料及燃烧方式
固态排渣煤粉炉
烟煤 无烟煤、贫煤 褐煤（用空气干燥煤粉） 褐煤（用烟气干燥煤粉）
液态排渣煤粉炉
油炉、天然气炉
高炉煤气炉
链条炉 抛煤机与固定炉排
烟煤 贫煤、无烟煤 烟煤
预热空气温度（℃） 250~300 350~400 350~400 300~350 380~420
250~300
250~300
对空预器选型的考虑还应至少考虑下列主要因素： 投资额，风机功率，漏风率，一次风出口温度和整 体布置。
从初期投资额来看，二分仓空预器是造价最低的。 对三分仓空气预热器，由于需要额外的转子面积来 弥补所增加的扇形板面积，其成本有所增加。由于 复杂的转子结构，使同心式空预器的造价最高。
二）风罩回转式
漏风量与泄漏系数K、间隙面积F、空气 与烟气的压力差ΔP的平方根成正比。
减小压差：受热面清洁不堵灰、合适的 系统阻力。
课件无机化学08 水溶液
611
C
A
Tf 0
t/º C
拉乌尔证明： 难挥发非电解质稀溶液凝固点∆Tf (∆Tf=Tf*-Tf)下降，与溶液的质量摩尔浓 度呈正比。
T f K f m
Kf：溶剂凝固点降低常数 ； m：溶质的质量摩尔浓度。
一些常见溶剂的凝固点下降常数
溶 剂 水
0.0
苯
5.5
乙酸
16.6 3.9
萘
80.5 6.87
沸点上升实验也是测定溶质的摩尔质 量（相对分子质量）的经典实验方法之一， 但凝固点下降测得的数据更准确。
例：已知纯苯的沸点是 80.2 ℃，取 2.67 g萘（C10H8）溶于100g苯中，测 得该溶液的沸点为 80.731 ℃，试求 苯的沸点升高常数。 解： 萘的摩尔质量 128 g mol ，
所以，两种溶液的蒸汽压均为： p=2.33 kPa×0.991=2.31 kPa
溶液的质量摩尔数相同，蒸汽压也相同。
8-2-2 溶液的凝固点下降
凝固点：
在标准状况下，纯液体蒸气压和它 的固相蒸气压相等时的温度为该液体 的凝固点。
溶液的蒸气压总是低于纯溶剂的 蒸气压，所以溶液凝固点下降。
溶液的凝固点下降 ΔTf = Kf · b p/Pa B
Tb对m作图，所得直线斜率即为Kb。
一些常见溶剂的沸点上升常数
溶剂 tb/℃ 水 乙醇 丙酮 苯 乙酸 100 78.4 56.2 80.1 117.9 Kb/K· mol-1 kJ· 0.512 1.22 1.71 2.53 2.93 溶剂 氯仿 萘 硝基苯 苯酚 樟脑 tb/℃ 61.7 218.9 210.8 181.7 208 Kb/K· mol-1 kJ· 3.63 5.80 5.24 3.56 5.95
天然气化工工艺学第08章 天然气物理加工技术
8.2.3.3 吸附剂制备技术
吸附剂制备技术包括制备和成型两个步骤。 吸附剂的制备技术
目前多采用以KOH为主活化剂的化学活化法来制备天然气吸附 剂。其优点在于反应速度快、生产周期短、吸附剂孔径分布窄、 微孔含量大等，并可根据不同的原料和处理工艺，通过添加助活 化剂或特殊后处理工艺等方式来提高吸附剂的性能。 其制备过程在本质上可概括为四个步骤： (1)原料的选择和预处理； (2)与活化剂充分混合，并在300～500℃温度下进行脱水预活化； (3)500～1000℃下活化冷却； (4)充分水洗和干燥。前三个过程是决定吸附剂性能的关键技
吸附剂的成型技术
吸附剂成型的主要目的是提高单位体积内的微孔含 量。粉体吸附剂成型技术研究方向都倾向于添加粘结剂 压制成型。
常用的粘结剂有丙烯酰胺( PAM) 、聚乙烯醇( PVA) 、羧甲基纤维素(CMC) 、聚氯乙烯( PVC) 、酚醛 树脂( PF) 、石油树脂、聚四氟乙烯等。成型工艺主要 包括粉体吸附剂与粘结剂的混合、物料的成型，以及型 炭后处理过程。
8.1.3.1 天然气液化
天然气的液化工艺流程根据所采用的制冷循环可以分 为3 种，即阶式制冷循环、混合制冷剂循环和膨胀机制冷 循环。 （1）阶式制冷工艺
阶式制冷工艺是一种常规制冷工艺。一般是由丙烷、乙 烯和甲烷为制冷剂的3个制冷循环阶组成，制冷温度梯度分 别为-38℃、-85℃及 -160℃左右。后来将三个温度级改 进为九个温度级，即再将丙烷段、乙烯段、甲烷段各分为 三段。
8.2.5 ANG 技术展望及研究方向
ANG技术是一项先进的储气技术，可用于ANG汽车、 无法管输的零散气井以及放空天然气的吸附回收，并部 分替代地下储气库储存天然气，以供工业、民用、调峰 和国防等使用，从而极大地降低成本。国内ANG技术的 研究主要集中在高效天然气吸附剂的开发研究方面，并 已取得了一定的成果。ANG技术的研究工作上应集中于 寻找合适的吸附剂材料、增大比表面积和微孔孔容，优 化孔径分布技术和措施上探索，并在此基础上改进吸附 储存设备技术，为ANG技术推广应用提供技术保证。
第08章集成电路失效机制及版图设计技巧
学习指导
学习目标与要求
失效机制及版图设计技巧
1．了解集成电路工作实效机制及其实效原理 2．了解集成电路版图设计相关方法、流程及设计技巧 3. 掌握集成电路工作实效定义、内涵及实质，掌握集成电路不同工作实效机制的特点
4．掌握集成电路不同工作实效机制的特性、采用不同集成电路版图设计的方法及设计技巧 学习重点 1．集成电路工作实效定义、内涵及实质，掌握集成电路不同工作实效机制的特点 2．集成电路不同工作实效机制的特性、采用不同集成电路版图设计的方法及设计技巧 学习难点 1．集成电路工作实效机制及其实效原理 2．不同集成电路版图设计的方法及设计技巧
H b a f
7) contact 设计规则
c d
N+
E
符号
尺寸 .6*.6
含
义
定义为金属1与扩散 区、多晶1、多晶2 的所有连接！
10.a
接触孔最小面积
10.a.1 .6*1.6 N+/P+ butting contact面积 10.b 0.7 接触孔间距
一、 设计规则
1. 基本定义(Definition)
Extension Width Space Space Overlap Enclosure 1.请记住这些名称的定义 2.后面所介绍的 layout rules 必须熟记， 在画layout 时须遵守这些规则。
2. 0.6µm DPDM CMOS 工艺版图设计规则
防护措施：通过在所有隔离区内设置基区抑制 NMOS 沟道的形成；CMOS 工艺使用沟 道终止来提高厚场阈值；设置场板可提供防止寄生沟道形成和电荷分散效应的全面保护。
四、 寄生效应
寄生效应包括衬底去偏置、少子注入和衬底效应。 1、 热载流子注入
华东理工大学化工原理考研资料课后习题第08章蒸发
第八章习题气液相平衡1．在盛水的鼓泡吸收器中通入纯CO2气，经长期接触后测得水中CO2的平衡溶解度为2.857×10-2mol/L溶液。
鼓泡器中的总压为101.3kPa，水温30℃，溶液的密度ρm=996kg/m3。
求亨利系数，并将此实验值与文献值E=188.5MPa 作比较。
2．惰性气与CO2的混合气中含CO230% (体积百分数)，在1MPa(表压)下用水吸收。
设吸收塔底水中溶解的CO2达到饱和，此吸收液在膨胀槽中减压至20kPa(表压），放出大部分CO2，然后再在解吸塔中吹气解吸。
设全部操作范围内水与CO2的平衡关系服从亨利定律，操作温度为25℃。
求1kg水在膨胀槽中最多能放出多少kgCO2气。
习题1 附图习题2附图3．20℃的水与N2气逆流接触以脱除水中溶解的O2气。
塔底入口的N2气中含氧0.1% (体积)，设气液两相在塔底达到平衡，平衡关系服从亨利定律。
求下列两种情况下水离开塔底时的最低含氧量。
以mg/m3水表示。
（1）操作压强为101.3kPa（绝对）。
（2）操作压强为40kPa（绝对）。
4．气液逆流接触的吸收塔，在总压为101.3kPa下用水吸收Cl2气，进入塔底的气体混合物中含氯1%（体积），塔底出口的水中含氯浓度为x=0.8×10-5（摩尔分率）。
试求两种不同温度下塔底的吸收推动力，分别以(x e-x)及(y-y e)表示。
（1）塔底温度为20℃。
（2）塔底温度为40℃。
5．某逆流吸收塔塔底排出液中含溶质x=2×10-4（摩尔分率）, 进口气体中含溶质2.5%（体积），操作压强为101kPa。
气液平衡关系为y=50x。
现将操作压强由101kPa增至202kPa，问塔底推动力(y-y e)及(x e-x)各增加至原有的多少倍。
扩散与相际传质速率6．柏油马路上积水2mm，水温20℃。
水面上方有一层0.2mm厚的静止空气层，水通过此气层扩散进入大气。
大气中的水汽分压为1.33kPa。
化工原理习题解答(第二版)(祁存谦)习题解
祁存谦丁楠吕树申《化工原理》习题解答第1章流体流动第2章流体输送第3章沉降过滤第4章传热第5章蒸发第6章蒸馏第7章吸收第9章干燥第8章萃取第10章流态化广州中山大学化工学院（510275）2008/09/28第1章 流体流动1-1．容器A 中气体的表压力为60kPa ，容器B 中的气体的真空度为Pa 102.14⨯。
试分别求出A 、B 二容器中气体的绝对压力为若干Pa 。
该处环境大气压等于标准大气压。
（答：A,160kPa ；B,88kPa ）解：取标准大气压为kPa 100，所以得到：kPa 16010060=+=A P ；kPa 8812100=-=B P 。
1-2．某设备进、出口的表压分别为 12kPa -和157kPa ，当地大气压为101.3kPa ，试求此设备进、出口的压力差为多少Pa 。
(答：169kPa -) 解：kPa 16915712-=--=-=∆出进P P P 。
1-3．为了排除煤气管中的少量积水，用如图示水封设备，水由煤气管道上的垂直支管排出，已知煤气压力为10kPa （表压）。
问水封管插入液面下的深度h 最小应为若干？ （答：m 02.1）解：m 02.18.910101033=⨯⨯=∆=g P H ρ习题1-3 附图1-4．某一套管换热器，其内管为mm,25.3mm 5.33⨯φ外管为mm 5.3mm 60⨯φ。
内管流过密度为3m 1150kg -⋅，流量为1h 5000kg -⋅的冷冻盐水。
管隙间流着压力（绝压）为MPa 5.0，平均温度为C 00，流量为1h 160kg -⋅的气体。
标准状态下气体密度为3m 1.2kg -⋅，试求气体和液体的流速分别为若干1s m -⋅？（ 答：1L s m 11.2U -⋅=；1g s 5.69m U -⋅= ）习题1-4 附图解：mm 27225.35.33=⨯-=内d ，m m 5325.360=⨯-=外d ；对液体：122s m 11.2027.011503600/500044/-⋅=⨯⨯⨯===ππρ内d m A V u l l l l l ； 对气体：0101P P =ρρ⇒3560101m kg 92.51001325.1105.02.1-⋅=⨯⨯⨯==P P ρρ，()224内外内外D d A A A g -=-=π()2322m 1032.10335.0053.04⨯=-=π，13s m 69.592.51032.13600/160/--⋅=⨯⨯===ggg gg g A m A V u ρ。
第08章--水汽通量与水汽通量散度
第8章水汽通量与水汽通量散度形成暴雨的必要条件之一，是要有足够多的水分。
这些水分是暴雨区已有的呢？还是靠外围流入的呢？计算表明，单靠当地已有的水分，是不可能形成暴雨的(大学地球物理系气象教研室，1976)。
因此，必须要有水汽源源不断地输入暴雨区。
这样，在作暴雨分析和预报时，一定要考虑水汽输送的问题。
水汽通量与水汽通量散度，就是为了定量描述水汽输送的方向、大小以与水汽在何处集中，从而了解形成暴雨的水汽条件而引入的(文宝安，1980)。
由以上说明看出，水汽通量散度最初是为着了解暴雨的条件而引入的，这从物理上也是容易理解的。
近年来，国外很多气象学家(详见§8.3)将水汽通量散度作为强对流天气的触发因子。
§8.1 水汽通量在介绍水汽通量散度之前，应当先介绍水汽通量。
水汽通量，又称水汽输送量，其含义是单位时间内流经与速度矢正交的某一单位截面积的水汽质量。
它表示了水汽输送的强度和方向。
水汽通量有水平分量与铅直分量两种，下面分别进行介绍。
F)1. 水平水汽通量(H图8.1.1 推导式(8.1.1)用图一般说的水汽通量，多指水平水汽通量，它是单位时间内流经与气流方向垂直的单位截面积的水汽质量。
其方向与风向相同，其大小可从图8.1.1中看出。
若ABCD是一个与风向正交的平面，则单位时间内流经ABCD的水汽质量为ρ。
ρ为空气密度，q为比湿，V表示风速大小。
∆Vq∆Zl在天气分析预报中，铅直坐标常采用气压p ，图8.1.1中ABCD 的面积应为p l ∆⨯∆。
这样，单位时间内流经单位截面积的水汽质量即为：g q H V F =(8.1.1)其单位为111---⋅s hPa cm g 。
2. 水汽通量的计算程序编制思路我们知道，比湿(q )是气压(p )和露点(d T )的函数。
对于同一个等压面来说，式8.1.1中的g q V 应是风速(V )与露点的函数，故采用V 与d T 为参数，可以编制出计算H F 的程序。
第08章 水汽通量与水汽通量散度
第8章水汽通量与水汽通量散度形成暴雨的必要条件之一，是要有足够多的水分。
这些水分是暴雨区已有的呢？还是靠外围流入的呢？计算表明，单靠当地已有的水分，是不可能形成暴雨的(北京大学地球物理系气象教研室，1976)。
因此，必须要有水汽源源不断地输入暴雨区。
这样，在作暴雨分析和预报时，一定要考虑水汽输送的问题。
水汽通量与水汽通量散度，就是为了定量描述水汽输送的方向、大小以及水汽在何处集中，从而了解形成暴雨的水汽条件而引入的(文宝安，1980)。
由以上说明看出，水汽通量散度最初是为着了解暴雨的条件而引入的，这从物理上也是容易理解的。
近年来，国外很多气象学家(详见§8.3)将水汽通量散度作为强对流天气的触发因子。
§8.1 水汽通量在介绍水汽通量散度之前，应当先介绍水汽通量。
水汽通量，又称水汽输送量，其含义是单位时间内流经与速度矢正交的某一单位截面积的水汽质量。
它表示了水汽输送的强度和方向。
水汽通量有水平分量与铅直分量两种，下面分别进行介绍。
1. 水平水汽通量(F)H图8.1.1 推导式(8.1.1)用图一般说的水汽通量，多指水平水汽通量，它是单位时间内流经与气流方向垂直的单位截面积的水汽质量。
其方向与风向相同，其大小可从图8.1.1中看出。
若ABCD是一个与风向正交的平面，则单位时间内流经ABCD的水汽质量为ρ。
ρ为空气密度，q为比湿，V表示风速大小。
∆Vq∆Zl在天气分析预报中，铅直坐标常采用气压p ，图8.1.1中ABCD 的面积应为p l ∆⨯∆。
这样，单位时间内流经单位截面积的水汽质量即为：g q H V F = (8.1.1)其单位为111---⋅s hPa cm g 。
2. 水汽通量的计算程序编制思路我们知道，比湿(q )是气压(p )和露点(d T )的函数。
对于同一个等压面来说，式8.1.1中的g q V 应是风速(V )与露点的函数，故采用V 与d T 为参数，可以编制出计算H F 的程序。
第六章08蒸发与结晶
第一节 常压与真空蒸发设备 第二节 结晶设备
第一节 常压与真空蒸发设备
一、蒸发目的 1)利用蒸发操作取得浓溶液； 2)将溶液蒸发并将蒸汽冷凝、冷却，以达
到纯化溶剂的目的。
二、设计蒸发器必须满足基本要求：
1、应防止或减少浓溶液在加热表面上析出溶 质而形成结垢。
2、对于热敏性的物质减少溶液在蒸发器内停 留时间。
图d: 柱状气泡
当气泡继续增大形 成柱状，气体以很 大的速度上升，而 液体受重力作用沿 气泡边缘下滑。
图e：湍流区
液体下降较多时，大 个柱状汽泡则被液层 截断。此时液相仍然 是连续相。这时混合 流体处于一种强烈的 湍流状态，气柱向上 升并带动其周围的部 分液体一起运动。
图f : 爬膜区
管壁上的液体受热 不断蒸发，气柱不 断增大，最后气柱 之间的液膜消失， 蒸汽占据了整个管 的中部空间，形成 连续相，液体只能 分布于管壁，形成 环状液膜，并在上 升蒸汽的拖带下形 成“爬膜”。
浓物料
• 15 冷凝水出 • 16 热泵
第八章 蒸发与结晶设备 第二节 结晶设备
一、结晶设备 二 、结晶设备的新动向
一、结晶设备
• 结晶： • 结晶是制备纯物质有效的方法。（微生物药物
的精制。）
饱和区的划分和结晶方法
不稳区
浓
真空结晶
度 冷却结晶
T
T 亚稳区
S
蒸发结晶+ B
SA
温度过饱和度稳定区
降膜蒸发器均匀分布液体方法：
1）齿形溢流口 2）导流棒 3）旋液导流器
罗纹导流管 切线进料旋流器
• 齿形溢流口、导流棒、罗纹导流管、切线进料旋流 器
• 1、齿形溢流口
生物工程设备08第八章 蒸发浓缩、结晶设备1
蒸发浓缩是利用加热的方法使溶液中的一 部分溶剂汽化后除去，得到浓度较高的料液 的一种操作过程。常用作沉析、结晶、干燥 等操作之前的预处理。
结晶是溶液中的溶质在一定条件下因分子 有规则的排列而结合成晶体的操作。它是溶 质提纯和得到固体颗粒的一种方法。
第一节 蒸发浓缩设备
一、蒸发条件
多效蒸发是将各效的操作压力依次降低， 相应的液体沸点也依次降低，从而使二次 蒸汽作为下一效的加热蒸汽，通过几次利 用而达到节能目的的。
多效蒸发的流程根据物料走向与蒸汽走 向的关系分为：顺流、逆流、错流。
2、二次蒸汽压缩：由于产生的二次蒸汽温 度较低，用来作加热蒸汽时温度差太小， 影响了二次蒸汽的利用及多效蒸发的效果 和效数。采用热泵即：蒸汽喷射泵或机械 泵加压来升高二次蒸汽的压力，使二次蒸 汽得到更好的利用，达到节能的目的。
2、传热系数高，热的利用率高； 3、动力消耗小，易于加工制造，维修方便， 节省材料，又满足强度要求；
4、根据物料不同的性质选择蒸发器类型； 物料的性质有：耐热性、结垢性、发泡
性、结晶性、腐蚀性、粘滞性。
六、蒸发设备
1、外循环蒸发器
加热室置于蒸发室外，通过循环管与之 连接。分自然循环型及强制循环型。
2、利用沸点升高可测量和控制蒸发器内料 液的浓度。
五、蒸发设备的类型和选择原则
（一）类型
1、按照液体循环方式：自然循环型、强制 循环型、无循环型；
2、按液体在传热面上的形状：膜式、浸液 式；
3、按加热器的类型：直接加热型、夹套加 热型、管式加热型、板式加热型等；
（二）选择原则
1、满足工艺要求，浓缩比适当，收得率高， 保持溶液的特性；
2、连续式：使物料一次性、连续地通过 蒸发装置，又叫一次式或单程式。适用于 热敏性物料，处理量大，设备利用率高， 但浓度不易控制；
物理化学 第八章 界面张力复习
pr =3.10×103 Pa< 3.15×103 Pa(实际)，
所以夜间水蒸气能在土壤毛细管中凝结。
例5 一个带有毛细管颈的漏斗，其底部装有半透膜， 内盛浓度为1×10-3mol L-1的稀硬酯酸钠水溶液。若溶 液的表面张力 = *-bc, 其中 * = 0.07288 Nm-1，b= 19.62 (N m-1 mol L-1)， 298.2 K 时将此漏斗缓慢地插 入盛水的烧杯中，测得毛细管颈内液柱超出水面 30.71cm 时达成平衡， 1) 求毛细管的半径; 2) 若将此毛细管插入水中，液面上升多少？
• 6．喷洒农药时，为什么要在农药中加表面 活性剂？ • 答：植物有自身保护功能，在叶子表面有 蜡质物，不被雨水润湿，可以防止茎叶折 断。如果农药是普通水溶液，接触角大于 90°，喷在植物上不能润湿叶子，成水滴 淌下，达不到杀虫效果；加了表面活性剂 以后，使农药表面张力下降，接触角小于 90°，能润湿叶子，提高杀虫效果。现在， 有的农药在制备时就加了表面活性剂，制 成乳剂等。
解： Wr’ = A = (A2 – A1) A2 = n 4r2 而 1kg = n × ( 4/3r3 ) n = 2.4 1023个
Wr’ =310-3 /r =218 kJ
而 218 kJ 的能量相当于1 kg水升温 50℃ 所需的能 .对于1 kg水(0.0485m2)，表面能约为 3.510-3J。
2 0.07288 2σ cosθ 2σ 0.074 m h -4 ρ gr' 1000 9.8 2.008 10 ρ gr'
液面上升7.4 cm
例6 0℃时，CO在2.964g木炭上吸附的平衡压力p与 吸附气体标准状况体积V有下列数据 p/104Pa 0.97 V/cm3 7.5 2.40 16.5 4.12 25.1 7.20 38.1 11.76 52.3
物理化学 第八章界面张力复习
• 7．用同一支滴管滴出相同体积的水、NaCl 稀溶液和乙醇溶液，滴数是否相同？ • 答：不相同。因为在密度相差不大的情况 下，液滴的大小与表面张力有关。一般表 面张力越大，在管端能悬挂的液滴体积也 越大。所以，液体体积相同的情况下，表 面张力最大的NaCl稀溶液液滴最大，滴数 最少。水居中，乙醇溶液液滴最小，滴数 最多。若液体密度相差大，还要考虑密度 的影响。
1/Vm =8.78 ×10-3 cm-3, 1/(bVm) =1.24×103 Pa ·cm-3 故Vm =114 cm3, b= 7.08×10-6 Pa-1
p
(2) 求CO压力为5.33×104 Pa时，1g木炭吸附的 CO标准状况体积。 从图上查出， 当pCO = 5.33×104 Pa时，p/V=1707Pa ·cm-3 2.964g木炭吸附的CO标准状况体积为： V= 5.33×104 /1707=31.22cm3 1g木炭吸附的CO标准状况体积为： V/m=31.22/2.964=10.5cm3
(G)T , p dA
S dA T A, p
U H G TS
三、Young-Laplace 公式 : p=2/r
附加压力的方向总是指向球心
四、Kelvin eq.
注意： 凹（液中气泡）：r取负值，pr < p 凸（小液滴）： r取正值，pr > p
解: (1)将题目给定关系式对浓度c求导，得 σ AB c 1 Bc c σ ABc 代入吉布斯吸附公式，得 RT c RT (1 Bc) (2) 将A=0.0131Nm-1, B=19.62dm3mol-1, T=292K, c= 0.20mol dm-3代入上式，计算得： =4.30×10-6 mol ·m-2
第08章水汽通量与水汽通量散度(可编辑修改word版)
第8 章水汽通量与水汽通量散度形成暴雨的必要条件之一，是要有足够多的水分。
这些水分是暴雨区已有的呢？还是靠外围流入的呢？计算表明，单靠当地已有的水分，是不可能形成暴雨的(北京大学地球物理系气象教研室，1976)。
因此，必须要有水汽源源不断地输入暴雨区。
这样，在作暴雨分析和预报时，一定要考虑水汽输送的问题。
水汽通量与水汽通量散度，就是为了定量描述水汽输送的方向、大小以及水汽在何处集中，从而了解形成暴雨的水汽条件而引入的(文宝安，1980)。
由以上说明看出，水汽通量散度最初是为着了解暴雨的条件而引入的，这从物理上也是容易理解的。
近年来，国外很多气象学家(详见§8.3)将水汽通量散度作为强对流天气的触发因子。
§8.1 水汽通量在介绍水汽通量散度之前，应当先介绍水汽通量。
水汽通量，又称水汽输送量，其含义是单位时间内流经与速度矢正交的某一单位截面积的水汽质量。
它表示了水汽输送的强度和方向。
水汽通量有水平分量与铅直分量两种，下面分别进行介绍。
)1.水平水汽通量( FH图8.1.1 推导式(8.1.1)用图一般说的水汽通量，多指水平水汽通量，它是单位时间内流经与气流方向垂直的单位截面积的水汽质量。
其方向与风向相同，其大小可从图8.1.1 中看出。
若ABCD 是一个与风向正交的平面，则单位时间内流经ABCD 的水汽质量为q V∆l∆Z 。
为空气密度，q 为比湿，V 表示风速大小。
在天气分析预报中，铅直坐标常采用气压p ，图8.1.1 中ABCD 的面积应为∆l ⨯∆p 。
这样，单位时间内流经单位截面积的水汽质量即为：FH=V q g (8.1.1)其单位为g ⋅cm -1hPa -1s -1。
2.水汽通量的计算程序编制思路我们知道，比湿( q )是气压( p )和露点( Td)的函数。
对于同一个等压面来说，式8.1.1 中的V q g 应是风速(V )与露点的函数，故采用V 与Td为参数，可以编制出计算FH的程序。
高达0083第08章宇宙的脉动
第08章宇宙的脉动11月8日·09时25分强袭登陆舰亚尔比翁在月球完成了补给和补修的亚尔比翁，接获担任索敌攻击部队之命令而前往了所罗门海，对潜伏的迪拉兹舰队进行扫讨。
在所罗门海中心的金米岛即将所举行的舰艇校阅典礼，那些家伙必定会对这个猎物露出利牙——联邦就是根据着这样的预测。
亚尔比翁现在位于离金米岛三万公里的布根比尔管制区。
是否真的能发现迪拉兹舰队的攻击部队呢？不，更重要的前提是，集结了联邦宇宙军之主要舰队的舰艇校阅典礼，吉翁他们真的会打进来吗？当初也有过这样的疑问，但是现在没有了，实际上亚尔比翁在三天前，就在伦加外海的宙域和敌方重巡洋舰互相开火了，已经没有怀疑的余地了，敌人的目标就在旧所罗门，也就是金米岛。
当初还是下水启航没多久的拼凑成军的亚尔比翁，如今经过了多次的实战而增加了熟练度，士气也很高亢，舰内洋溢着恰到好处的紧张感。
“舰长，移动物体五、右30度，距离9500！”“识别码确认，第1轨道舰队所属，强袭登陆舰‘灰色幽灵’，以及沙拉米斯级巡洋舰四艘，是第6战队。
”对西蒙、史考特两位操作员的报告，席那普斯无言的点了头。
接着，通信士摩利斯进行接获电文的报告：“灰色幽灵来电，读出。
……祈望贵舰之奋斗与航海之安全。
发信：灰色幽灵，受信：亚尔比翁。
”席那普斯脸上微微露出笑容，然后默默将目光转向了‘灰色幽灵’所在的大概方向，当然，并非是能够视认的距离，由舷窗所能看到的只有黑暗的宇宙。
“摩利斯少尉，回信……就用第一种答札文之三。
”“了解。
”下令之后，席那昔斯对远方的“灰色幽灵”敬了个礼，但是，他的内心是很复杂的。
同为飞马级强袭登陆舰的“灰色幽灵”，率领着四艘巡洋舰去参加舰艇校阅典礼，然而这艘亚尔比翁却只能单独一舰在所罗门之海徘徊。
当然这也是重要的任务，但是他还是掩盖不住一抹的寂寥，因为当初亚尔比翁也是以新造舰之身份，预定要参加校阅典礼的。
“……这也是没办法的吧？”“啊？舰长，什么事？”西蒙以讶异的表情询问。
蒸发与溅射获奖课件
薄膜沉积技术分类
、溅射
8.2 蒸发工艺原理
蒸发旳概念 蒸发是在高真空中，把坩锅中旳固体成膜材料加 热并使之变成气态原子沉积到硅片上旳物理过程。
工艺目旳 在IC晶片上形成金属互连构造
成膜材料旳加热方式：蒸发器分为电阻加热、电 子束加热、高频感应加热等三种
蒸发旳本底真空一般低于 10－6Torr。
溅射过程 溅射有6个基本环节： 1. 在高真空腔等离子体中产生正氩离子，并向具有
负电势旳靶材料加速； 2. 在加速中离子取得动能，并轰击靶； 3. 离子经过物理过程从靶表面撞击出（溅射）原子；
4. 被撞击出（溅射）旳原子迁移到硅表面； 5. 被溅射旳原子在硅片表面凝聚并形成膜。薄膜
具有与靶相同旳材料组分； 6. 多于粒子由真空泵抽走。
硅化物旳基本特征 1. 电阻率低（Ti：60 μΩ－cm ， TiSi2 ：13～
17μΩ－cm ） 2. 高温稳定性好，抗电迁徙性能好 3. 与硅栅工艺旳兼容性好 常用旳硅化物 1. 硅化钛TiSi2 2. 硅化钴CoSi2 （0.25um及下列）
CMOS构造旳硅化物
自对准金属硅化物旳形成
老式Al布线工艺与大马士革Cu工艺旳差别
老式布线工艺 与双大马士革工艺旳差别
阻挡层金属 阻挡层金属旳作用 1. 提升欧姆接触旳可靠性； 2. 消除浅结材料扩散或结穿刺； 3. 阻挡金属杂质旳扩散（如铜扩散） 阻挡层金属旳基本特征 1. 有很好旳阻挡扩散特征 2. 低电阻率具有很低旳欧姆接触电阻 3. 与半导体和金属旳粘附性好，接触良好
电迁徙现象旳SEM照片
电迁徙
欧姆接触 金属与硅接触时，该系统旳I－V特征曲线符合
欧姆定律，这么旳接触被称为欧姆接触。
铜
第08章--水汽通量与水汽通量散度
第8章水汽通量与水汽通量散度形成暴雨的必要条件之一，是要有足够多的水分。
这些水分是暴雨区已有的呢？还是靠外围流入的呢？计算表明，单靠当地已有的水分，是不可能形成暴雨的(大学地球物理系气象教研室，1976)。
因此，必须要有水汽源源不断地输入暴雨区。
这样，在作暴雨分析和预报时，一定要考虑水汽输送的问题。
水汽通量与水汽通量散度，就是为了定量描述水汽输送的方向、大小以与水汽在何处集中，从而了解形成暴雨的水汽条件而引入的(文宝安，1980)。
由以上说明看出，水汽通量散度最初是为着了解暴雨的条件而引入的，这从物理上也是容易理解的。
近年来，国外很多气象学家(详见§8.3)将水汽通量散度作为强对流天气的触发因子。
§8.1 水汽通量在介绍水汽通量散度之前，应当先介绍水汽通量。
水汽通量，又称水汽输送量，其含义是单位时间内流经与速度矢正交的某一单位截面积的水汽质量。
它表示了水汽输送的强度和方向。
水汽通量有水平分量与铅直分量两种，下面分别进行介绍。
F)1. 水平水汽通量(H图8.1.1 推导式(8.1.1)用图一般说的水汽通量，多指水平水汽通量，它是单位时间内流经与气流方向垂直的单位截面积的水汽质量。
其方向与风向相同，其大小可从图8.1.1中看出。
若ABCD是一个与风向正交的平面，则单位时间内流经ABCD的水汽质量为ρ。
ρ为空气密度，q为比湿，V表示风速大小。
∆Vq∆Zl在天气分析预报中，铅直坐标常采用气压p ，图8.1.1中ABCD 的面积应为p l ∆⨯∆。
这样，单位时间内流经单位截面积的水汽质量即为：g q H V F =(8.1.1)其单位为111---⋅s hPa cm g 。
2. 水汽通量的计算程序编制思路我们知道，比湿(q )是气压(p )和露点(d T )的函数。
对于同一个等压面来说，式8.1.1中的g q V 应是风速(V )与露点的函数，故采用V 与d T 为参数，可以编制出计算H F 的程序。
第08章水汽通量与水汽通量散度
第08章--水汽通量与水汽通量散度第8章水汽通量与水汽通量散度形成暴雨的必要条件之一，是要有足够多的水分。
这些水分是暴雨区已有的呢？还是靠外围流入的呢？计算表明，单靠当地已有的水分，是不可能形成暴雨的(北京大学地球物理系气象教研室，1976)。
因此，必须要有水汽源源不断地输入暴雨区。
这样，在作暴雨分析和预报时，一定要考虑水汽输送的问题。
水汽通量与水汽通量散度，就是为了定量描述水汽输送的方向、大小以及水汽在何处集中，从而了解形成暴雨的水汽条件而引入的(文宝安，1980)。
由以上说明看出，水汽通量散度最初是为着了解暴雨的条件而引入的，这从物理上也是容易理解的。
近年来，国外很多气象学家(详见§8.3)将水汽通量散度作为强对流天气的触发因子。
§8.1 水汽通量在介绍水汽通量散度之前，应当先介绍水汽通量。
水汽通量，又称水汽输送量，其含义是单位时间内流经与速度矢正交的某一单位截面积的水汽质量。
它表示了水汽输送的强度和方向。
水汽通量有水平分量与铅直分量两种，下面分别进行介绍。
F)1. 水平水汽通量(H(8.1.1)用图ρ。
ρ为空气密度，q为比湿，V表示风速大小。
∆Vq∆lZ在天气分析预报中，铅直坐标常采用气压p p∆。
这样，单位时间内流l∆⨯经单位截面积的水汽质量即为：g q H V F =其单位为111---⋅s hPa cm g 。
2. 水汽通量的计算程序编制思路我们知道，比湿(q )是气压(p )和露点(d T )g q V 应是风速(V )与露点的函数，故采用V 与d T 为参数，可以编制出计算H F 的程序。
3. 铅直水汽通量(z F )一般来说，水汽向上输送，才能增厚湿层，产生凝结，成云致雨。
因此，当讨论暴雨过程的水汽收支问题时，往往需要计算铅直水汽通量。
铅直水汽通量，是指单位时间内流经单位水平面向上输送的水汽质量。
它的大小与铅直速度及比湿成正比，表达式为：g q F z ω-= 式中dt dp =ω，表示铅直坐标为p 时的铅直速度。
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(t m )单 (t m )双 (t m )三
Q单 KS(t m )单 Q双 KS(t m )双 Q三 KS(t m )三
第四节
蒸发器的生产能力、生产强度 及效数的限制
2.蒸发器的生产强度:
——单位时间内单位传热面积上被蒸发的溶剂质量 在相同条件下，由于多效蒸发的生产能力比单效蒸发 小，而传热面积又为单效蒸发的 n 倍，故多效蒸发的生 产强度通常仅为单效蒸发的1/n左右。因此，采用多效蒸
(8-9)
(2)平均温度差
蒸发传热过程为冷凝-沸腾传热过程，可近似按恒温传热处理
tm Ts t2
式中Ts——加热蒸汽的饱和温度，℃； t2——完成液的沸点，℃。
(8-11)
第二节 单效蒸发
(3)总传热系数
K 1 d d bd 1 ai o Rsi o o Rso di d i d m ao
用平流流程。
平流三效流程
第三节 多效蒸发与蒸发节能
三、蒸发节能措施
1. 多效蒸发 ——将单效蒸发改为多效蒸发可使二次蒸汽得以充分利用，此乃最 有效的蒸发节能措施。 2.回收冷凝水的热量 ——温度较高的冷凝水可用于其他物 料的加热或蒸发料液的预热； ——也可将冷凝水减压，使其饱和温 度低于现有温度，此时冷凝水会因过 热而出现自蒸发，然后将汽化出的蒸 冷凝水自蒸发流程 气与二次蒸汽混合并一起送入后一效 A、B-蒸发器；1-冷凝水排出器； 的加热室，即用于后一效的蒸发加热。 2-冷凝水自蒸发器
一般情况下，r1, r2相差不大，因此WD，即每消耗1kg 的生蒸气，约产生1kg的二次蒸汽。 单位蒸汽消耗量
D e W
(8-7)
第二节 单效蒸发
3.蒸发器的传热面积
(1)传热面积
由式(8-4)和(8-8)得
S
Q Kt m
Wr2 FCpm (t 2 t1 ) QL Dr1 S K Δ tm K Δ tm
(8-4)
(8-5)
式中r1、 r2——加热蒸汽、二次蒸汽的汽化潜 热，kJ/kg；t1、 t2——原料液、溶液的沸点， 缺乏数据时可取完成液的温度，℃；
Cpm CpB x CpW (1 x)
第二节 单效蒸发
如原料在沸点下进料，t1=t2, 且蒸发器的热损失可忽略时
Wr2 D r1
(8-6)
发来提高生蒸气经济性的操作方法，其实是以降低生产
能力和生产强度为代价的。
第四节
蒸发器的生产能力、生产强度 及效数的限制
二、效数的限制
多效蒸发虽可提高生蒸气的经济性，节约操作费用， 但需装设更多的蒸发器，从而增加了设备的投资费用。 随着效数的增加，蒸发过程的温度差损失将增大， 蒸发器的生产强度将下降，甚至会出现不能维持正常 操作的现象。 随着效数的增加，效数对提高生蒸气经济性的影响 程度逐渐下降，因此蒸发器的效数并不是越高越好， 即对效数应加以限制。
逆流流程适用于黏度随温
度和浓度变化较大的溶液蒸
发，但不宜用于热敏性溶液 的蒸发。
逆流三效流程
第三节 多效蒸发与蒸发节能
3.平流加料蒸发流程(advection-current feed)
平流流程适用于蒸发过程中有 结晶析出的溶液处理。例如， 对于某些盐溶液而言，在较低 的浓度下也易析出晶体，故不 便于在效间输送，此时则宜采
第三节
多效蒸发与蒸发节能
一、多效蒸发原理
在蒸发生产中，二次蒸气的产量一般较大，且含有 大量的潜热，因而应将其回收并加以利用。若将二次蒸汽 通入另一蒸发器的加热室，只要后者的操作压强和溶液沸 点低于原蒸发器中的操作压强和溶液沸点，则通入的二次 蒸汽仍能起到加热作用，这种操作方式即为多效蒸发。在 多效蒸发中，每一蒸发器都称为一效。第一个生成二次蒸 气的蒸发器称为第一效，利用第一效的二次蒸汽来加热的 蒸发器称为第二效，依此类推，最后一个蒸发器常称为末 效。
第三节 多效蒸发与蒸发节能
二、 多效蒸发流程
根据溶液与蒸汽流向的不同，多效蒸发有并流、逆流和平流三种 常用流程
1.并流加料蒸发流程(forward feed)
并流流程常用于低黏度溶液的 蒸发，但不适于黏度随浓度提高 而增大较快的溶液处理。
并流（顺流）三效流程
第三节 多效蒸发与蒸发节能
2. 逆流加料蒸发流程(counter-current)
第一节 概 述
加热蒸汽或生蒸气：指在蒸发操作中，用于加热 物料的饱和或过热的水蒸气。 二次蒸汽：蒸发操作中，物料也多为水溶液，溶
剂受热气化后形成的水蒸气。
二者区别在于两者的温度不同，即加热蒸汽的温度 相对较高，二次蒸汽的温度相对较低，故蒸发操作 是一个由高温蒸汽向低温蒸汽转化的过程。
第一节 概 述
(2) 每小时的加热蒸汽消耗量；(3) 每蒸发1kg水分所消耗
的蒸汽量；(4) 蒸发器的传热面积。
第二节 单效蒸发
解：(1) 每小时的水分蒸发量：依题意知：F=9000kg/h， x1=0.2，x2=0.5，则由式(8-2)得每小时的水分蒸发量为 w 0.2 W F (1 1 ) 9000 (1 ) 5400 kg/h w2 0.5 (2) 每小时的加热蒸汽消耗量：由附录6查得水蒸气在 400kPa绝压时的饱和温度Ts=143.4℃，汽化潜热 r1=2138kJ/kg。由附录5查得70℃时水蒸气的汽化潜热 r2=2331kJ/kg。又QL=0，则由式(8-6)得每小时的加热蒸 汽消耗量为 Wr2 5400 2331 D 5887 kg/h r1 2138
中央循环管式蒸发器 1-蒸发室；2-加热室；3-中央循环管
第五节 蒸发设备
悬筐式蒸发器
S循环/S沸腾=1.0～1.5 u=1.0～1.5 m/s 传热系数较高，热 损失较小，常用于 易结晶或结垢溶液 的4-加热室
第五节 蒸发设备
蒸发器的总传热系数 K 也可 通过实验测定或根据经验值 确定。常见蒸发器的总传热 系数值列于右表所示。
刮板式
第二节 单效蒸发
例8-1 某药厂采用真空蒸发浓缩葡萄糖溶液，原料处理
量为9000kg/h，进料液浓度为20%(质量分率，下同)，出
料液浓度为 50% ，沸点进料，操作真空度下溶液的沸点 为 70℃，加热蒸汽的绝压为 400kPa，冷凝水在其冷凝温 度时排出。已知蒸发器的总传热系数为1750W/(m2℃)， 热损失可忽略不计，试计算：(1) 每小时的水分蒸发量；
常见蒸发器的总传热系数值 总传热系数， W/(m2℃) 600~3000 1200~6000 600~3000 1200~6000 1200~7000 1200~6000 1200~3500 1500~5000 600~1000 3000~4000 蒸发器型式 标准式(自然循环) 标准式(强制循环) 悬筐式 外热式(自然循环) 外热式(强制循环) 升膜式 降膜式 料液黏度： 0.001~0.1Pas 料液黏度： 1~10Pas 离心式
二、蒸发的分类
二次蒸汽
单效蒸发
多效蒸发 间歇蒸发
自然蒸发 蒸发方式 沸腾蒸发 直接加热 间接加热
操作方式
加热方式
连续蒸发
操作压强 加压 常压 减压
第二节
一、单效蒸发流程
单效蒸发
单效蒸发流程
1-加热室；2-蒸发室；
3-冷凝器；4-贮罐；5-水槽
第二节 单效蒸发
二、单效蒸发的计算
1.水分蒸发量W
第三节 多效蒸发与蒸发节能
3.额外蒸汽的引出 ——单效蒸发改为多效蒸发 ——二次蒸汽引出作其他加热设备的热源
引出额外蒸汽的蒸发流程
第三节 多效蒸发与蒸发节能
4.热泵蒸发 ——指通过对二次蒸汽气的
绝热压缩，以提高蒸汽的压 力，从而使蒸汽的饱和温度 有所提高，然后再将其引至 加热室用作加热蒸汽，以实 现二次蒸汽的再利用。一旦 操作达到稳态，就无须再补 充生蒸气。
二次蒸气
外热式蒸发器
2
加热管L/D=50100 u 约1.5 m/s 清洗和维修均较方便设备 的安装高度降低；循环推 动力较大，料液的循环速 度较大，不易结垢，且传 热系数较高，主要缺点为 热损失较大。
完成液
加热蒸气
1
3
冷凝水 料液
外热式蒸发器 1-循环管；2-蒸发室；3-加热室
第五节 蒸发设备
第五节
蒸发设备
蒸发装置主要包括蒸发器及其附属设备，其中蒸发 器是装置的主体，它由加热室和蒸发室组成。
蒸发器分类
料液在蒸发器 内流动情况
循环型 单程型 直接热源加热
加热方式
间接热源加热
第五节 蒸发设备
一、蒸发设备的结构
1.循环型蒸发器-自然循环 中央循环管式蒸发器 （标准式蒸发器）
S循环/S沸腾=0.4～1 u=0.4～0.5 m/s 优点：结构紧凑、制造方便、操作可 靠等 用途：适于处理黏度较大或在浓缩过 程中易产生结晶的料液。当有晶体析 出时，该类蒸发器的底部通常均会设 计成锥形，以便于排出晶体。
第八章 蒸 发
学习要求
掌握
熟悉 了解
单击此处添加段落文字内容 单效蒸发的计算，多效蒸发原理，蒸发操作的节能措施 。
单效蒸发流程，多效蒸发流程及特点，典型蒸发设备的 结构与特点 。 单击此处添加段落文字内容
单击此处添加段落文字内容 蒸发过程的特点及分类，蒸发操作的生产能力、生 产强度和效数的限制。
2
第一节 概 述
2.蒸发过程的特点
目的---将溶剂与溶质分离开来
实质---热量传递而非物质传递,又不同于一般的传
热过程。
(1) 蒸发过程中溶液浓度变化较大，甚至会产生结晶物，
故在加热面上难免会产生固体沉积，形成污垢层，导致传
热过程恶化。因此，如何减少污垢层的生成是蒸发设备设 计时需考虑的一个重要问题。
第二节 单效蒸发
2.加热蒸汽消耗量（能量衡算）