蒸发过程及其特点
第四章-蒸发
法除去，否则不但损失物料，而且会对冷凝设备、蒸发器的传热面产生 污染，降低热流量
二、影响蒸发效率的因素
生产强度：单位时间、单位传热面积上所蒸发的溶剂或水Βιβλιοθήκη 量。（表示蒸发设备的效率）
W K t m U A i t
U——生产强度；W——蒸发量；A——蒸发器的传热面积
K——蒸发器的传热总系数；△tm——加热蒸汽饱和温度与溶液沸点之差
原理：料液预热到接近沸点时由
蒸发器底部送入，进入加热管时
立即受热沸腾汽化，溶液在高速 上升的二次蒸汽带动下，沿管壁 边呈膜状向上流动边蒸发。到达 分离室后，完成液与二次蒸汽分 离后由分离室底部排出。
气冷凝所致，而真空装置仅是抽吸蒸发系统泄漏的空气、物料及冷却
水中溶解的不凝性气体和冷却水饱和温度下的水蒸气等，冷凝器后必 须安真空装置才能维持蒸发操作的真空度。常用的真空装置有喷射泵、 水环式真空泵、往复式或旋转式真空泵等。
4、 常用的蒸发设备
（1）循环型蒸发器
特点：溶液在蒸发器中循环流动，溶液在蒸发器内停留时间长，溶 液浓度接近于完成液浓度。
3 ）外热式蒸发器
操作流程（通常采用真空蒸发工艺）
先开真空阀，抽至一定真空度，
进料，关闭进料阀；
开启蒸气阀门，加热；
抽样检查，达到规定的浓缩程度
后，关闭真空系统，蒸气阀门， 室内恢复常压后，打开放料阀。
3 ）外热式蒸发器
优点：
降低了整个蒸发器的高度，便于 清洗和更换；
循环速度较高，使得对流传热系 数提高；
有利于蒸发进行。 有效成分耐热，溶剂无毒、无害、不易燃烧、无 经济价值者可用此方法。
（一）常用蒸发方法
真空蒸发的原理简介
例如：在10-2Pa（n≈3×1012/cm3）的压强下，蒸发分子的 平均自由程为50cm，蒸发分子几乎不发生碰撞。
真空蒸发原理
对基片的碰撞率：
热平衡条件下，单位时间通过单位面积的气体分子数为：
N g 3.5131022
一般薄膜的淀积速率为每秒 P (个 / cm2 s) 一个原子层，当残余气体压 TM 强为 10-5Torr 时，气体分子 和蒸发物质原子几乎按 1：1 的比例到达基板表面。
蒸发度膜的三个基本过程：
加热蒸发过程
固相或液相转变为气相
气相原子或分子的输运过程（源-基距） 气相粒子在环境气氛中的飞行过程，输运过程中气相粒 子与残余气体分子发生碰撞的次数，取决于蒸发原子的平均 自由程，以及蒸发源与基片之间的距离。 蒸发原子或分子在基片表面的淀积过程 即蒸气凝聚、成核、核生长、形成连续薄膜的过程。由 于基板温度较低，因此，沉积物分子在基板表面将直接发生 从气相到固相的相转变。
P Jc 2 mkT
1
设蒸发材料表面液相、气体处于动态平衡，到达液相表 面的分子全部粘接而不脱离，与从液相到气相的分子数相等， 则蒸发速率： dN蒸发分子数，αe蒸发系数，A蒸 dN e Pv Ph 发面积，t时间，Pv和Ph分别为饱和 Je Adt 蒸气压和液体静压 2m kT
蒸发温度
规定物质在饱和蒸气压为10-2Torr时的温度
真空蒸发原理
饱和蒸气压与温度的关系
dP Hv v dT T Vg Vs
克拉伯龙-克劳修斯
（Clapeylon-Clausius）方程
H v 为摩尔汽化热或蒸发热（J/mol）； Vg 和 Vs分别为气 相和固相的摩尔体积（cm3）； T 为绝对温度（K）。
蒸发结晶图文详解MVR蒸发器机构原理及特点
蒸发结晶图⽂详解MVR蒸发器机构原理及特点⼀、MVR⼯艺介绍1、MVR原理MVR是蒸汽机械再压缩技术，（mechanical vapor recompression ）的简称。
MVR蒸发器是重新利⽤它⾃⾝产⽣的⼆次蒸汽的能量，从⽽减少对外界能源的需求的⼀项节能技术。
MVR其⼯作过程是将低温位的蒸汽经压缩机压缩，温度、压⼒提⾼，热焓增加，然后进⼊换热器冷凝，以充分利⽤蒸汽的潜热。
除开车启动外，整个蒸发过程中⽆需⽣蒸汽从蒸发器出来的⼆次蒸汽，经压缩机压缩，压⼒、温度升⾼，热焓增加，然后送到蒸发器的加热室当作加热蒸汽使⽤，使料液维持沸腾状态，⽽加热蒸汽本⾝则冷凝成⽔。
这样原来要废弃的蒸汽就得到充分的利⽤，回收潜热，提⾼热效率，⽣蒸汽的经济性相当于多效蒸发的30效。
为使蒸发装置的制造尽可能简单和操作⽅便，可使⽤离⼼式压缩机、罗茨式压缩机。
这些机器在1：1.2到1：2压缩⽐范围内其体积流量较⾼。
2、MVR⼯艺流程系统由单效或双效蒸发器、分离器、压缩机、真空泵、循环泵、操作平台、电器仪表控制柜及阀门、管路等系统组成，结构简单，操作维护⽅便。
⼆、蒸发器介绍1、MVR降膜蒸发器⼯作原理：物料原液从换热器上管箱加⼊，经过布液器把物料分配到每根换热管内，并且沿着换热管内壁形成均匀的液体膜，管内液体膜在向下流的过程中被壳程的加热蒸汽加热，边向下流动边沸腾并进⾏蒸发。
到换热管底端物料变成浓缩液和⼆次蒸汽。
浓缩液落⼊下管箱，⼆次蒸汽进⼊⽓液分离器。
在⽓液分离器中⼆次蒸汽夹带的液体飞沫被去除，纯净的⼆次蒸发从分离器中输送到压缩机。
压缩机把⼆次蒸汽压缩后作为加热蒸汽输送到换热器壳程⽤于蒸发器热源。
实现连续蒸发过程。
特点：1、换热效率⾼2、占地⾯积⼩3、物料停留的时间短，不易引起物料变质。
4、适⽤于较⾼粘度的物料。
应⽤范围：降膜蒸发器适⽤于MVR蒸发结晶过程预浓缩⼯序，可以蒸发粘度较⼤的物料，尤其适⽤于热敏性物料，但不适⽤处理有结晶的物料。
多效蒸发的分类及流程特点
多效蒸发的分类及流程特点一、多效蒸发系统的原理多效蒸发系统是一种利用多个蒸发器依次进行蒸发，以提高蒸发效率的系统。
其主要结构包括加热器、蒸发器、换热器、泵、管道等。
多效蒸发系统根据效应数可分为二效、三效、四效等，效应数越多，蒸发效率越高。
多效蒸发的原理很简单，每一个蒸发器和蒸发过程称为一效，各效之间存在压力差，也即在不同压力下蒸发，较高压力下液相的沸点更高，蒸发温度高，得到蒸汽的温度高；低压力下需要蒸发的温度就低，刚好就可以使用较高压力下得到的二次蒸汽进行加热，实现蒸汽能量的二次利用。
理论上，效数越多，节能效果越明显，消耗的新蒸汽量也就越少，但是减少量随着效数的增加而降低，设备等固定投资也越大，所以目前应用的多效蒸发一般是3-5效。
二、多效蒸发系统的分类多效蒸发器的种类繁多，根据其结构、用途和操作原理的不同，大致可分为以下几类：1.并流蒸发器：溶液和蒸汽同向流动，适用于粘度较大、结晶和腐蚀性较强的溶液。
2.逆流蒸发器：溶液与蒸汽流向相反，适用于热敏性物质的蒸发。
3.错流蒸发器：溶液与蒸汽流向垂直，适用于各种类型的溶液。
4.机械蒸汽压缩蒸发器：通过机械手段提高蒸汽压力，从而实现低温蒸发。
5.自然循环蒸发器：依靠溶液自身的循环流动实现蒸发。
6.强制循环蒸发器：通过外部动力强制溶液循环流动。
三、多效蒸发系统的优势特点1. 高效节能：多效蒸发系统利用各级效应之间的热量传递，大幅降低能源消耗。
2. 提高产品质量：多效蒸发器内溶液的浓度逐渐增加，有利于分离出更高纯度的产品。
3. 适应性强：多效蒸发系统可适用于各种类型的溶液蒸发，如高温、高压、腐蚀性等。
4. 节省空间：多效蒸发系统结构紧凑，占地面积较小。
四、多效蒸发系统与传统蒸发器的比较与传统单效蒸发器相比，多效蒸发系统具有更高的蒸发效率和节能效果。
同时，多效蒸发器在处理腐蚀性、高温、高压等溶液方面具有明显优势。
五、多效蒸发的应用多效蒸发器在许多领域都有着广泛的应用，主要包括：1.食品工业：用于生产糖、味精、酵母、乳制品等。
化学蒸发原理
化学蒸发原理
化学蒸发原理是指液体在加热过程中会转变为气体状态的现象。
液体中的分子在获得足够的热能后，其动能增加，分子间的引力减弱，从而使分子能够克服引力，从液体表面逸出形成气体状态。
化学蒸发涉及到分子的热运动和动能的转化。
当将液体加热时，液体内部各分子的热运动加剧，分子之间的距离变大。
当温度升高到液体的沸点时，液体内部的分子能够克服引力，并从液体内部逸出。
这个过程可以被看作是分子动能转化为动能能量的过程。
化学蒸发的速率受到多种因素的影响。
温度是最重要的因素之一。
提高温度会增加分子的动能，从而加快分子从液体转化为气体的速率。
液体与蒸气之间的压力差也会影响蒸发速率。
较低的液体压力或较高的气体压力将加快蒸发速率。
此外，液体的表面积、分子间吸引力、溶剂的性质等也会对化学蒸发产生影响。
化学蒸发在实际应用中被广泛应用。
例如，在化学实验室中，通过控制温度和压力，可以快速蒸发液体来分离或提纯化合物。
在日常生活中，我们经常会利用化学蒸发来干燥湿物品，例如晾晒湿衣物。
另外，许多工业过程中也使用蒸发来分离或浓缩溶液，例如制备盐或提取矿物。
通过深入了解化学蒸发原理，我们可以更好地理解和应用这一过程。
蒸发器的原理
蒸发器的原理蒸发器是一种常见的热交换装置，广泛应用于化工、制冷、空调等领域。
它的主要原理是利用液体在加热过程中产生的蒸汽与冷却介质接触，将热量传递给冷却介质，实现液体的蒸发。
以下将详细介绍蒸发器的原理及其工作过程。
一、蒸发器的原理蒸发器的原理主要基于液体的蒸发换热原理。
当液体受热后，其中的分子会获得足够的能量而从液态转变为气态，形成蒸汽。
蒸汽具有较高的温度和热量，可以通过与冷却介质接触而传递热量。
蒸发器利用这一原理，通过设计合理的结构和流动方式，使液体能够充分蒸发并将热量传递给冷却介质。
二、蒸发器的工作过程蒸发器的工作过程可以分为两个阶段：蒸发阶段和冷却阶段。
1. 蒸发阶段在蒸发阶段，液体通过进入蒸发器的进口进入蒸发器内部。
在蒸发器内部，液体会被均匀分布到蒸发器的内部表面上，形成一层薄膜。
当蒸发器内部的加热元件加热时，液体的温度逐渐升高，其中的一部分液体会蒸发成为蒸汽。
蒸汽会沿着蒸发器内部的流动通道向上流动，并与液体接触。
在接触的过程中，蒸汽会将热量传递给液体，使其蒸发。
蒸汽在与液体接触的同时，温度逐渐降低，逐渐凝结成液态。
2. 冷却阶段在蒸发阶段后，凝结的液态物质会沿着蒸发器内部的下降通道流动，最终流入蒸发器的出口。
在这个过程中，冷却介质会与液态物质接触，将其余的热量吸收并带走。
冷却介质可以是空气、水或其他冷却介质。
通过与冷却介质的接触，液态物质的温度会逐渐降低，最终达到冷却介质的温度。
三、蒸发器的特点蒸发器具有以下几个特点：1. 高效传热：蒸发器通过设计合理的结构和流动方式，使液体能够充分蒸发并将热量传递给冷却介质，实现高效的传热效果。
2. 热量利用率高：蒸发器能够将液体中的热量充分利用，使其在蒸发过程中达到最大化。
3. 结构简单：蒸发器的结构相对简单，易于制造和安装。
4. 体积小巧：蒸发器的体积相对较小，可以满足不同场合的空间要求。
5. 适用范围广：蒸发器广泛应用于化工、制冷、空调等领域，可以满足不同行业的需求。
蒸发操作的特点
蒸发操作的特点
蒸发是一种将液体转化为气态的物理过程，其特点主要包括以下几个方面：
1. 蒸发需要吸收热量
在蒸发过程中，液体中的分子受到外界的热量作用而获得能量，从而能够克服表面张力和吸引力，逃离液面进入空气中形成气体。
因此，蒸发过程需要吸收热量，也就是说，蒸发是一个吸热过程。
2. 蒸发速率与液体温度、表面积和风速有关
蒸发的速率与液体温度、表面积和风速等因素密切相关。
一般来说，液体温度越高，蒸发速率越快；表面积越大，蒸发速率也越快；风速越大，蒸发速率也越快。
因此，在蒸发操作中，需要控制这些因素，以达到理想的蒸发速率。
3. 蒸发会造成液体浓缩
蒸发过程中，液体中的溶质不会随着水分一起蒸发，而是留在液体中，导致液体中的溶质浓度逐渐升高。
因此，在某些工业生产中，如制盐、制糖和制药等，蒸发是一种常用的方法，可以通过控制蒸发速率和时间，使液体中的溶质浓度达到所需的水平。
4. 蒸发可用于水的处理和回收
蒸发也是一种常用的水处理方法，可用于处理含有高浓度溶质的废水，将其浓缩后再进行处理或回收。
在一些工业生产中，如制浆造纸、制药等，蒸发也是一种常用的水回收方法，可以将废水中的水分回收利用，减少水资源的浪费。
总的来说，蒸发是一种常用的物理分离和浓缩方法，具有吸热、速率受多种因素影响、会造成浓缩和可用于水的处理和回收等特点。
在工业生产和日常生活中，蒸发都有着广泛的应用。
液滴在非均匀流场中的蒸发特性
液滴在非均匀流场中的蒸发特性一、液滴在非均匀流场中的蒸发特性概述液滴在非均匀流场中的蒸发现象是流体力学和热力学领域的一个重要研究课题，它在工业应用和自然界中都有广泛的体现。
例如，在喷雾冷却、燃烧过程、以及大气中的云滴形成等过程中，液滴蒸发特性的研究对于理解和控制这些过程至关重要。
1.1 液滴蒸发的基本理论液滴蒸发是一个复杂的物理过程，涉及到热量和质量的传递。
当液滴暴露在高温气体中时，其表面会吸收热量，使得液滴内部的分子获得足够的能量逸出表面，形成蒸汽。
这个过程受到多种因素的影响，包括液滴的大小、形状、初始温度、表面张力，以及周围气体的温度、压力和流动特性等。
1.2 非均匀流场的特点非均匀流场是指流速、温度、压力等物理量在空间上分布不均匀的流动环境。
在这样的环境中，液滴的蒸发过程会受到不均匀流动特性的显著影响。
例如，流速的梯度可能导致液滴表面剪切力的不均匀分布，进而影响液滴的蒸发速率和蒸发模式。
二、液滴蒸发的数学模型与数值模拟为了深入理解液滴在非均匀流场中的蒸发特性，建立准确的数学模型和进行数值模拟是非常必要的。
2.1 数学模型的建立液滴蒸发的数学模型通常基于质量守恒、能量守恒和动量守恒的原理。
通过控制方程，可以描述液滴与周围气体之间的热量和质量交换过程。
这些方程包括连续性方程、动量方程和能量方程，它们共同构成了液滴蒸发问题的控制方程组。
2.2 数值模拟方法数值模拟是解决液滴蒸发问题的一种有效手段。
常用的数值方法包括有限差分法、有限元法和有限体积法等。
这些方法可以将控制方程离散化，转化为可以在计算机上求解的代数方程组。
通过数值模拟，可以预测液滴在不同条件下的蒸发行为，为实验设计和工程应用提供理论指导。
2.3 影响因素的分析在液滴蒸发的数值模拟中，需要考虑多种影响因素，如液滴的物理性质、环境温度、环境压力、流场的湍流特性等。
这些因素通过控制方程中的边界条件和初始条件来体现，对液滴蒸发过程有着决定性的影响。
化工原理-蒸发
蒸发蒸发操作的特点：蒸发是将非挥发性物质的稀溶液加热沸腾，使溶剂气话，溶液浓缩得到浓溶液的过程。
1.1 蒸发的基本流程：蒸发过程的两个必要组成部分是加热溶剂使水蒸气汽化和不断除去汽化的水蒸气，前一部分在蒸发器内进行，后一部分在冷凝器完成。
蒸发器实质上是一个换热器，由加热室和分离室两部分组成，加热室通常用饱和水蒸气加热，从溶液中蒸发出来的水蒸气在分离室分离后从蒸发器引出，为了防止液滴随蒸汽带出，一般在蒸发器顶部设有气液分离用的除沫装置从蒸发器蒸出的蒸汽称为二次蒸汽，在多效蒸发中，二次蒸汽用于下一效的物料加热。
冷却水从冷凝器顶加入，与上升的蒸汽接触，将它冷凝成水从下部排出，不凝气体从顶部排出。
通常不凝气体来源有两个方面，料液中溶解的空气和系统减压操作时从周围环境中漏入的空气。
料液在蒸发器中蒸浓达到要求后称为完成液，从蒸发器底部放出，是蒸发操作的产品。
1.1.2 蒸发的操作方法根据各种物料的特性和工艺要求，蒸发过程可以采用不同的操作条件和方法。
常压蒸发和减压蒸发据操作压力不同，蒸发过程可以分为常压蒸发和减压蒸发，常压蒸发是指冷凝器和蒸发器溶液侧的操作压力为大气压或略高于大气压，此时系统中的不凝气依靠本身的压力从冷凝器排出。
减压蒸发冷凝器和蒸发器溶液侧的操作压力低于大气压，此时系统中的不凝气需用真空泵抽出。
减压蒸发较常压蒸发具有如下优点：①在加热蒸汽压强相同的情况下，减压蒸发时溶液的沸点低，传热温差可以增大，当传热量一定时，蒸发器的传热面积可以相应地减小；②可以蒸发不耐高温的溶液；③可以利用低压蒸汽或废气作为加热剂；④操作温度低，损失于外界的热量也相应地减小。
但是，减压蒸发也有一定的缺点，这主要是由于溶液沸点降低，黏度增大，导致总的传热系数下降，同时还要有减压装置。
单效蒸发和多效蒸发根据二次蒸汽是否用来作为另一蒸发器的加热蒸汽，蒸发过程分为单效蒸发和多效蒸发。
单效蒸发中加热蒸汽在冷凝器中用水冷却排出。
多效蒸发中，第一个蒸发器蒸出的二次蒸汽用作第二个蒸发器的加热蒸汽，第二个蒸发器蒸出的二次蒸汽用作第三个蒸发器的加热蒸汽，以此类推，串联蒸发器的个数称为效数。
蒸发的特点与应用
蒸发的特性及其应用
说起蒸发这个事儿，咱们四川人也得懂点儿科学道理嘛。
蒸发，说白了就是水啊、啥子液体，受热就变成了水蒸气，飘到空气里头去了。
这个过程，有几个特点得牢记心头。
首先，温度高了，蒸发就快。
就像夏天热得遭不住，池塘里的水几天就干了好多，那就是蒸发得厉害。
冬天冷飕飕的，水就干得慢多了。
再一个，液体表面积大，蒸发也快。
你比如说，一碗水跟一滩水比起来，肯定是一滩水干得快嘛，因为表面积大，接触到的空气就多，蒸发也就快噻。
还有啊，液体表面空气流动得快，蒸发也快。
风吹起来，把水蒸气带走，新的空气又来跟液体接触，蒸发就继续搞起走了。
蒸发这个特性，咱们生活中用处可大了。
比如说，晒衣服，就是要靠蒸发把衣服上的水弄干。
农民伯伯晒谷子，也是利用蒸发，把谷子里的水分去掉，好储存起来。
还有啊，咱们四川有些地方湿气重，墙上、地上容易长霉，这时候就可以开开除湿机，或者把门窗打开，让空气流通，利用蒸发把湿气去掉，屋里就干燥多了，住着也舒服。
工业上，蒸发也有大用场。
比如说，海水淡化，就是把海水加热蒸发，再把水蒸气冷凝成淡水，这样咱们就能喝到干净的水了。
所以说，蒸发这个事儿，虽然看起来简单，但里头学问大得很，咱们生活中、工作中都离不开它。
蒸发知识点总结简短
蒸发知识点总结简短1. 蒸发的定义和特点蒸发是液体表面上部分分子由于获得足够的能量而跳出液体进入气态的过程。
蒸发过程中，液体分子的平均动能增加，部分液体分子获得了足够的能量，克服了液体分子之间的相互吸引力，逃出了液体的束缚，从而转变成气体状态。
蒸发是一个吸收热量的过程，因为液体分子获得能量后才能进行蒸发。
所以，在蒸发的过程中，液体的温度会降低。
蒸发的速率受温度、湿度、风速、液体表面积和液体性质等因素的影响。
2. 蒸发与水循环蒸发是水循环中非常重要的一个过程。
当太阳光照射到地球上的水体表面时，水分子获得能量，部分水分子蒸发成水蒸气进入大气中。
这些水蒸气在大气中上升，形成云层，最终形成降水，将水送回地面，完成了水循环的过程。
3. 蒸发的应用蒸发具有广泛的应用，其中最常见的就是在工业生产中的蒸馏过程。
在蒸馏过程中，液体被加热，部分液体分子蒸发成气体进入冷凝器，再冷凝成液体。
这样可以实现对液体中杂质的分离和提纯。
此外，蒸发还被广泛应用于盐碱地的改良、海水淡化和废水处理等方面。
4. 蒸发的影响因素蒸发的速率受多种因素的影响。
最主要的是温度和湿度。
温度越高，液体分子获得能量的速率越快，蒸发速率越快。
湿度是指空气中水蒸气的含量，湿度越大，蒸发速率越慢，因为空气中已含有大量水蒸气，液体分子难以蒸发。
此外，风速、液体表面积和液体性质也会影响蒸发速率。
5. 蒸发与气溶胶气溶胶是指在气态介质中悬浮的微小颗粒物质。
这些颗粒物质可以是液态或固态，通常包括液态水、硫酸盐、有机物质等。
气溶胶是大气中的重要成分，对大气光学、大气辐射平衡、云物理等过程都有重要影响。
蒸发是气溶胶生成的重要方式之一，一些大气中的气溶胶是通过液态物质的蒸发而生成的。
6. 蒸发的环境影响蒸发在地表水体的蒸散过程中具有重要的环境影响。
地表水体的蒸发对全球水循环起着至关重要的作用，同时也影响着地表水体的水量平衡和水质。
地表水体的蒸发速率受气温、湿度、风速等因素的影响，这些因素的变化会影响地表水体的蒸发量，进而影响着地表水资源的可利用性。
蒸发
将溶液加热，使其中部分溶剂气化并不断去除，以提高溶液中的溶质浓度的过程即蒸发。
一、蒸发原理与目的蒸发原理:蒸发是溶液浓缩的单元操作。
它采用加热的方法，使溶有不挥发性溶质的溶液沸腾，其中的部分溶剂被气化除去，而溶液得到浓缩。
蒸发目的：1. 制取浓缩产品--如浓缩果汁、蔬菜汁。
2. 获得饱和溶液，冷却后使溶质结晶--味精、白糖、精制盐。
3. 制取纯溶剂--蒸馏水、海水淡化等。
从目的看：是使溶剂和溶质分离，属化工分离，传质过程。
从机理看：溶剂分离出来的速率直接取决于供热量或供热速率，属传热过程。
二、基本流程图热源：水蒸汽，一般称为加热蒸汽。
二次蒸汽：当蒸发的物料为水溶液时，蒸发产生的溶剂蒸汽，亦称为水蒸气。
注意：加热蒸汽温度高于二次蒸汽温度。
料液、加热蒸汽分别在管内、管外流动。
二次蒸汽是否利用可将操作分为单效或多效蒸发。
蒸发过程进行的必要条件:不断提供热源(加热蒸汽);不断排除二次蒸汽。
三、蒸发过程的特点与方法特点：(1) 传热性质传热壁面一侧为加热蒸汽进行冷凝，另一侧为溶液进行沸腾，故属于壁面两侧流体均有相变化的恒温传热过程。
(2) 溶液特性有些物料浓缩时易于结晶，结垢；有些热敏性物料由于沸点升高更易于变性；有些则具有较大的粘度或较强的腐蚀性等。
(3) 溶液沸点的改变由于不挥发溶质的存在，溶液的蒸气压低于同温度下纯溶剂的蒸气压。
因此，在相同压力下，溶液的沸点高于纯溶剂的沸点，这种现象称为溶液的沸点升高。
溶液的沸点升高导致蒸发的传热温度差的降低。
(4) 泡沫夹带二次蒸汽常夹带大量液沫，须除去。
(5) 能源利用利用二次蒸汽产生的潜热是须考虑。
食品工业蒸发的特点1.热敏性要求低温短时,采用真空蒸发器及液膜式蒸发器2.腐蚀性设备防腐,不锈钢3.粘稠性采用外力强制循环或加搅拌4.发泡性食品沸腾时形成泡沫,加入表面活性剂或采用机械装置消泡5.挥发性∵芳香成分和风味成分易挥发6.结垢性食品中Ca、Mg离子浓缩后产生沉淀；蛋白质、糖、果胶等到受热过度后变性、结块、焦化等；均形成垢层蒸发的分类●自然蒸发--溶液中的溶剂在低于沸点下汽化，例如海盐的晒制。
化工原理第5章 蒸发
一、其主要目的有以下几个方面：
1、浓缩稀溶液直接制取产品或将浓溶液再处理（如冷却结晶） 制取固体产品。 2、同时浓缩溶液和回收溶剂，例如有机磷农药苯溶液的浓缩 脱苯，中药生产中酒精浸出液的蒸发等； 3、为了获得纯净的溶剂，例如海水淡化等。
二、蒸发操作必须具备的条件
1.蒸发操作所处理的溶液具有挥发性，而溶质不具有挥 发性。 2.要不断地供给热能合溶液沸腾汽化。由于溶质的存在， 使蒸发过程中溶液的沸点温度高于纯溶剂的沸点。（本书中的 纯溶剂指纯水） 3.溶剂汽化后要及时地排除。否则，溶液上方蒸气压力增 大后，影响溶剂的汽化。若蒸气与溶液达到平衡状态时，蒸发 操作将无法进行。
∆' ：由于溶质的存在使溶液沸点升高引起的温度损失，℃。
∆＝ ∆' ＋ ∆ ' '＋
∆' ' '
下面分别讨论各种温度损失的求取： （1）∆' 的求取 溶液中由于有溶质存在，因此其蒸气压比纯水的低。换言 之，一定压强下水溶液的沸点比纯水高，它们的差值称为溶 液的沸点升高，以 ∆ ' 表示。影响 ∆ ' 的主要因素为溶液的性 质及其浓度。一般，有机物溶液的 ∆' 较小；无机物溶液的∆ ' 较大；稀溶液的不大，但随浓度增高，∆ ' 值增高较大。 例如： 7.4％的NaOH溶液在101.33KPa下其沸点为102℃，仅为 2℃，而48.3℃NaOH溶液，其沸点为140℃，值达40℃之多。 各种溶液的沸点由实验确定，也可由手册或本书附录查 取。
四、蒸发操作的特点
1.有相变化的恒温传热 蒸发器的加热管壁一侧为用加热蒸汽去加热管子另一侧的 溶液，因此加热蒸汽会放出热量，冷凝为液相；而管子另一侧 的溶液会吸收热量沸腾，从而由液相变为气相。所以操作时两 者均有相转变，但温度不变，故蒸发操作属于有相变化的恒温 传热。 2.溶液沸点升高 含有不挥发溶质水溶液的蒸气较同条件下纯溶剂（本书中 为纯水，以后不再说明）的低，故沸点较同条件下水的沸点 高，溶液浓度越高这种现象越严重。
第五章 蒸发技术
缺点：
•各效间用泵送。 •产生的二次蒸汽比并流加料 法少。
3、平流加料法的蒸发流程
到冷凝器
原料 蒸汽
完
完
完
成
成
成
液
液
液
适用于物料易结晶的状况
需要真空泵维持负压，消耗一定能量
缺 点
溶液沸点K
二次蒸汽冷凝后要用高液柱的管道排放冷凝水
六、溶液的沸点计算(以完成液浓度为准)
t1 T
二次蒸汽的饱和温度
七、单效蒸发的计算
蒸发量
W
F 1
x0 x1
完成液浓度
x1
F F W
x0
生蒸汽消耗量计算 Q Dr Fcp0 t1 t0 Wr QL
三、典型的蒸发流程
不凝性气体 冷却水
料液
加热 蒸汽
除沫
器
水
蒸发室
加热室 冷凝水
完成液
循环型蒸发器中，蒸发器内溶液浓度接近完成液浓度 蒸发器内溶液温度=完成液沸点
四、真空蒸发优缺点：
传热推动力大(因为p沸点对一定传热量，S) 优 温度低，因此适用于热敏性溶液 点
热损失少
热源可以采用较低温位的蒸汽(低压蒸汽)
忽略溶液的稀释热
传热面积计算
So
Q K o tm
tm T t1
八、多效蒸发流程特点
1、并流(顺流)加料法的蒸发流程
原料 蒸汽
到冷凝器 完成液
优点： 料液输送不需泵 产生的二次蒸汽较多
缺点：
随效数推进
溶液浓度、T、
K S
2、逆流加料法的蒸发流程
生蒸汽
到冷凝器 原料
特点： 料液和二次蒸汽流向相反 各效K大致相同
蒸发过程及其特点
第五章蒸发§5-1 概述一、蒸发过程及其特点蒸发：是指将含有非挥发性物质的稀溶液加热沸腾使部分溶剂汽化并使溶液得到浓缩的过程。
蒸发的主要目的：①浓缩溶液；②制取或回收纯溶剂。
蒸发的特点：P186二、蒸发过程的分类P187（一）按加热方式：直接加热、间接加热（二）按操作压强：常压蒸发、真空蒸发、加压蒸发（三）按蒸发器的效数：单效蒸发、多效蒸发（四）按操作方式：间歇蒸发、连续蒸发一、单效蒸发流程单效蒸发流程见P188图5-1。
流程主要包括蒸发器和冷凝器。
蒸发器从下向上主要包括：加热室（可看成是间壁式换热器、要有足够的传热面积和较高的传热系数）、蒸发室（又称分离室，应有足够的分离空间和横截面积，以保证沸腾的气液两相充分分离）、除沫器（位于蒸发室顶部，用于除去二次蒸汽中夹带的液滴、雾沫）。
二次蒸汽进入冷凝器后，一般用冷却水冷凝，冷凝下来的水由冷凝器下部经水封排出，而不凝气则由冷凝器顶部排出。
二、单效蒸发过程的计算：略三、蒸发器的生产能力和生产强度：略多效蒸发的目的主要是通过二次蒸汽的再利用，以达到节约能耗的目的。
一、多效蒸发的操作流程并流加料的三效蒸发流程见P194图5-4。
按加热蒸汽的流向，一效蒸发器蒸出的二次蒸汽作为二效蒸发器的加热蒸汽，而二效蒸发器蒸出的二次蒸汽作为三效（即末效）的加热蒸汽，三效蒸发器蒸出的二次蒸汽则进入冷凝器，用冷却水直接冷凝后由水封排出。
由图可以看出，料液的流向与蒸汽的流向是相同的，故称为并流加料流程。
操作要点：①要保证各效过程沸腾，各效的加热蒸汽温度si t 应高于各效加热管内溶液的沸点温度i t ，即满足c s s s t t t t t t >>>>>32211，其中c t 表示冷凝器内压强为c p 时的饱和温度。
②各效分离室的操作压强i p 也必须依次降低，以保证料液沸点逐效降低，即c p p p p >>>321。
《水文学原理》第六章：蒸发的基本概念、蒸发的类型及特点
*蒸发面：具有水分子的物体表面 *分类 1 按蒸发面的性质：
水面蒸发、冰雪蒸发、土壤蒸发、植物蒸发 2 按供水情况：
饱和蒸发、非饱和蒸发
第一节 水面蒸发
一 概述 水面蒸发是最简单的蒸发方式，属于饱和蒸发面。 引入定义：蒸发潜热(汽化潜热）L，单位水
量从液态变为气态所吸收的热量称为蒸发潜热。 L=2491--2. 177Ts(J/g)( Ts水面温度） 定义：当汽化速度与凝结速度相等时蒸发 停止，此时水面上的空气中的水汽含量必达饱 和，相应的水汽压称饱和水汽压e。
水(e汽0-e压200差)—。水面水汽饱和水汽压与200cm高处实际 U200—水面以下200cm处的风速。
4 器测
E0 = P - W P—降水量、 W—器内水位差
前苏：TTH—3000 美： A型蒸发器 中国：20cm、80cm、E601
四 蒸发的时空分布
（一）空间分布：赤道大 两极小
1 水汽输送法
公式
E
ρK W
dq dz
E ：水面蒸发量 q : 比湿 Z： 从水面垂直向上的距离 KW ：紊动粘滞系数
2 水量平衡法 根据：水量平衡法实质上是物质不灭定律的运用。
公式： E = I – O – △S
E—蒸发量、I—出流量、△ s—储量变化 优点：简单且严密。
缺点：式右方各项均有误差。当蒸发量相当于其 它各项数量很小时，误差相对过大。
3 W<W断，这时毛管水不再连续，毛管向土壤 表面输送水分的机制遭到破坏，水分只能以膜状 水形式或气态水形式向上层土壤表面移动。
二 土壤蒸发的影响因素 土壤蒸发取决于两个条件： • 土壤蒸发能力 • 土壤的供水能力
化学蒸发知识点总结
化学蒸发知识点总结一、蒸发的分子角度在液体中，分子的平均速度不同，有些分子速度较快，有些速度较慢。
快速的分子具有较高的动能，当它们运动到液体表面时可能克服液体的表面吸引力直接进入气相。
蒸发时，处于液体表面的分子被气相吸走，同时液体因失去这部分分子而降温。
液体温度越高，其分子的平均速度就越大，有更多的分子具有较大的动能，所以蒸发速度就越快。
二、温度对蒸发的影响在液体表面和气相之间建立联系是蒸发过程的最大障碍，温度对蒸发过程起着主导作用。
加热液体使其温度升高，分子的平均动能增大，因此蒸发速度加快。
液体温度越高，蒸发速度就越快，同时蒸发速度不仅取决于液体的温度还取决于液体的密度，液体越稀薄，蒸发越容易发生。
此外，液体的表面积越大，蒸发速度也越快。
所以，在实际生产场景中，为了提高蒸发速度，可以通过调节液体温度、密度和表面积来优化蒸发过程。
三、蒸发过程中的能量变化蒸发是一种吸热过程，当液体蒸发时，与蒸发有关的能量来源于液体内部的分子动能和表面蒸气的热运动。
随着液体分子逃出液面，液面附近的能量较大，这些分子有了较大的动能，液体内部因为失去了这么多分子而减少这么多能量，所以蒸发是一种吸取蒸发所需要的热能。
四、化学蒸发在工业生产中的应用在化工生产中，蒸发是一种重要的分离过程。
它通常用于从溶液中分离出溶质，或者从混合物中分离出组分。
蒸发可以将液体中的溶质浓缩，同时还可以净化液体。
因此，在化工生产中，蒸发技术被广泛应用于化学工艺中的溶剂回收、废水处理、食品工业和制药工业中。
在溶剂回收方面，蒸发通常是通过加热液体以使其蒸发，然后将蒸气冷凝成液体回收。
这种方法可以节约能源，同时减少化工生产中废弃物的产生。
在废水处理方面，蒸发是一种有效的污染物去除技术。
通过蒸发，水蒸气可以从含有污染物的水中分离出来，然后再将水蒸气冷凝成液体，得到干净的水。
这种方法对于处理含有重金属、有机物等难降解物质的废水具有很好的效果。
在食品工业和制药工业中，蒸发也被广泛应用。
土壤水分蒸发三个阶段和特点
土壤水分蒸发的三个阶段和特点？
土壤蒸发是水分自地表散失，土壤由湿变干的过程。
根据土壤蒸发率的变化，可分为三个阶段：
第一阶段定常蒸发率阶段：降水或灌溉刚刚停止，地表含水量尚处于饱和时期。
该时期的特征是：
（1）土壤较湿，导水率较大，下层土壤水分能及时补充蒸发耗损掉
的水分，蒸发率不变，蒸发量数值与自由水面蒸发值很接近；
（2）受大气蒸发力控制影响较大；
（3）饱和含水量只能持续很短的一个时段，水量散失速度最快。
第二阶段蒸发率下降阶段：当蒸发速率小于大气蒸发率时，进入该
阶段。
该阶段的特征是：
（1）蒸发随着土壤含水率的减少而下降；
（2）蒸发量小于自由水面蒸发量，而且随着导水率的降低而减少；（3）蒸发速率受土壤剖面水分传导的控制；
（4）持续时间较短，水分散失速度较快。
第三阶段蒸发率微弱阶段：当土壤表层出现干土层时便进入这个阶段。
进入该阶段特征是：
（1）剖面导水率继续减少，表土变干，干土层的导水率接近零；
（2）干土层下面湿土水分首先汽化，而后通过干土层进入大气；
（3）蒸发量受干土层水汽扩散率和土粒表面对水汽吸附力的影响；
（4）持续时间长，水分散失速度最低。
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第五章蒸发
§5-1 概述
一、蒸发过程及其特点
蒸发：是指将含有非挥发性物质的稀溶液加热沸腾使部分溶剂汽化并使溶液得到浓缩的过程。
蒸发的主要目的：①浓缩溶液；②制取或回收纯溶剂。
蒸发的特点：P186
二、蒸发过程的分类P187
（一）按加热方式：直接加热、间接加热
（二）按操作压强：常压蒸发、真空蒸发、加压蒸发
（三）按蒸发器的效数：单效蒸发、多效蒸发
（四）按操作方式：间歇蒸发、连续蒸发
一、单效蒸发流程
单效蒸发流程见P188图5-1。
流程主要包括蒸发器和冷凝器。
蒸发器从下向上主要包括：加热室（可看成是间壁式换热器、要有足够的传热面积和较高的传热系数）、蒸发室（又称分离室，应有足够的分离空间和横截面积，以保证沸腾的气液两相充分分离）、除沫器（位于蒸发室顶部，用于除去二次蒸汽中夹带的液滴、雾沫）。
二次蒸汽进入冷凝器后，一般用冷却水冷凝，冷凝下来的水由冷凝器下部经水封排出，而不凝气则由冷凝器顶部排出。
二、单效蒸发过程的计算：略
三、蒸发器的生产能力和生产强度：略
多效蒸发的目的主要是通过二次蒸汽的再利用，以达到节约能耗的目的。
一、多效蒸发的操作流程
并流加料的三效蒸发流程见P194图5-4。
按加热蒸汽的流向，一效蒸发器蒸出的二次蒸汽作为二效蒸发器的加热蒸汽，而二效蒸发器蒸出的二次蒸汽作为三效（即末效）的加热蒸汽，三效蒸发器蒸出的二次蒸汽则进入冷凝器，用冷却水直接冷凝后由水封排出。
由图可以看出，料液的流向与蒸汽的流向是相同的，故称为并流加料流程。
操作要点：
①要保证各效过程沸腾，各效的加热蒸汽温度si t 应高于各效加热管内溶液的沸点
温度i t ，即满足c s s s t t t t t t >>>>>32211，其中c t 表示冷凝器内压强为c p 时的饱和温度。
②各效分离室的操作压强i p 也必须依次降低，以保证料液沸点逐效降低，即
c p p p p >>>321。
蒸发过程按溶液与加热蒸汽流向的不同，可以有以下四种操作流程： 并流加料流程：P194-195
逆流加料流程：P195
分流加料（或平流加料）流程：P195
错流加料流程：P195
二、多效蒸发的最佳效数
在工业生产中，采用多效蒸发可以节约能源，减少热源蒸汽（即生蒸汽）的消耗量，提高原料的利用率。
通过比较可知，当蒸发过程的生产能力一定时，采用多效蒸发消耗的生蒸汽的量要远小于单效蒸发。
但这并不意味着蒸发过程效数越多就越好，由于各种损失的影响，已使一些经济指标下降。
P196表5-2列出了五效蒸发器各效的min )(W D 的经验值（D 为生蒸汽用量、
W 为二次蒸汽量，即为蒸发器的水分蒸发量）。
数据显示，随效数的增加，所节省的生蒸汽耗量越来越少，而设备费则越来越多，所以应权衡多方面因素选择最
佳效数。
§5-4 蒸发装置及其选型
一、蒸发器
蒸发器可分为循环型和非循环型两大类。
（一）循环型蒸发器
（1）中央循环管式蒸发器：又称为标准式蒸发器，是应用较为广泛的蒸发器。
其结构见P197图5-7。
其下部加热室相当于垂直安装的固定管板式列管加热器，但其中心管直径远大于其它管子的直径，称为中央循环管，其周围的加热管称为沸腾管，管内溶液受热沸腾大量汽化，形成气液混合物并随气泡向上运动。
中央循环管对单位溶液的传热面积比沸腾管小很多，因此其中溶液的汽化程度低，气液混合物的密度要比沸腾管内大很多，因而导致分离室中的溶液由中央循环管中下降，从各沸腾管上升的自然循环流动，以提高传热效果。
优点：P196
缺点：P196
适用范围：一般适于黏度适中，结垢不严重或少有结晶析出的场合。
（2）悬筐式蒸发器
主要是针对标准式蒸发器的缺点改进设计的。
其结构见P197图5-8。
加热室（即悬挂在器内的筐子）可取出清洗，用备用的加热室替换而不影响生产。
操作时，加热蒸汽由中间引入，而溶液是沿加热室外壁与蒸发器壳体内壁所形成的环隙通道下降，再沿沸腾管上升。
优点：P196
缺点：P197
适用范围：适用于易结垢或有结晶析出的溶液的蒸发。
（3）外热式蒸发器
其结构见P197图5-9。
其特点是加热室置于蒸发室的外测。
优点：P197
缺点：P197
（4）列文式蒸发器
其结构见P198图5-10。
其特点是在加热室的上方增加了一段2.7-5米的沸腾段，使加热室承受较大的液柱静压，故加热室内的溶液不沸腾。
待溶液上升至沸腾段
时，因静压的降低开始沸腾汽化。
这样避免了溶质在加热室析出结晶，减轻了加热管的结垢或堵塞现象。
为了减小循环阻力和提高循环速率，要求循环管截面积大于加热管束总截面积，该设备内的循环速率可达2m/s左右。
优点：P197
缺点：P197
（5）强制循环蒸发器
其结构见P198图5-11。
以上四种蒸发器中，溶液的循环是靠密度差引起的自然循环流动，循环速度难以再提高，而强制循环蒸发器是在循环管的下部设置一个循环泵，通过外加机械能强迫溶液以较高的速度（一般可达1.5-5.0m/s）沿一定方向循环流动。
溶液的循环速度可通过调节泵的流量来控制。
循环型蒸发器的共同特点是：P198
（二）非循环型（单程型）蒸发器
非循环型蒸发器的特点是：P198
(1)升膜式蒸发器
其结构见P199图5-12。
（2）降膜式蒸发器
其结构见P199图5-13。
（3）刮板式蒸发器
其结构见P200图5-14。
二、蒸发器的选用
蒸发器的结构型式很多，选用时应结合具体的蒸发任务，及被蒸发的溶液的性质、处理量、蒸浓程度等工艺要求，选择合适的型式。
具体见P200。
三、蒸发装置的附属设备
（一）除沫器
（二）冷凝器。