华东理工大学化工原理第七章 蒸发
化工原理蒸发
化工原理蒸发
蒸发是一种常见的物质转化过程，是液体变为气体的过程。
在化工生产中，蒸发常用于从溶液中分离出溶质，或者将溶剂从溶液中回收的操作。
蒸发的原理是利用液体分子的热运动引起部分分子逃逸出液体表面，从而形成气体。
当液体处于开放容器中，溶剂分子会不断地从液体表面逸出并溶入空气中，使得溶液中的溶质浓度逐渐升高。
而当液体处于封闭容器中时，液体表面的溶质分子逸出后会与气体相平衡，形成溶解度平衡。
蒸发的速率受到多种因素的影响。
首先是液体的性质，液体的分子间作用力越小，蒸发速率越快。
其次是温度，温度越高，液体的分子热运动越剧烈，蒸发速率越快。
此外，湿度也会影响蒸发速率，湿度越低（即空气中水蒸气含量越低），蒸发速率越快。
在化工生产中，常用的蒸发设备有蒸发罐、蒸发器和蒸发冷凝器等。
蒸发罐是将液体加热使其蒸发，将蒸发的气体与溶质分离，获得溶质的设备。
蒸发器则是利用热量传导或传热介质将溶液加热使其蒸发的设备。
蒸发冷凝器则是用于将蒸发后的气体冷凝为液体，以便于回收溶质或溶剂。
蒸发技术在化工生产中具有广泛的应用。
例如，在制造盐的过程中，可以通过蒸发从盐水中分离出盐。
在制糖工业中，可以通过蒸发从甜汁中分离出糖。
此外，蒸发技术还可以用于回收有机溶剂，降低生产成本，并减少对环境的污染。
总结起来，蒸发是一种常见的物质转化过程，在化工生产中被广泛应用。
通过调控液体的性质、温度和湿度，以及使用适当的蒸发设备，可以实现溶质的分离和溶剂的回收，提高生产效率，降低生产成本。
化工原理---蒸发分析
1
第一节 概 述
一、基本概念
定义：
将含有不挥发溶质的溶液沸腾汽化并移出蒸 汽，从而使溶液中溶质浓度提高的单元操作称为 蒸发。
利用溶剂具有挥发性而溶质不挥发的特 性使两者实现分离。 蒸发操作的目的：
➢获得浓缩的溶液，直接作为成品或半成品。 ➢脱除溶剂。此过程常伴随有结晶过程 ➢去除杂质。
易结垢的溶液：蒸发器使用一段时间后，就会有污垢产生，垢层的 导热系数小，从而使传热速率下降。应选用便于清洗和溶液循环速度 大的增大器，如悬筐式、强制循环式、浸没燃烧式等。
溶液的处理量：溶液的处理量也是选型时应考虑的因素。处理量小的 ，选用尺寸较大的单效蒸发，处理量大的，选用尺寸适宜的多效蒸发 。
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（三） 真空装置 当蒸发器在负压下操作时，无论采用哪一种冷凝器，均需在冷凝
器后安装真空装置。需要指出的是，蒸发器中的负压主要是由于二次 蒸汽冷凝所致，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汽等，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。
14
这类蒸发器操作的关键是设置良好的液体分布器，以保证溶液均 匀成膜和防止二次蒸汽从加热管顶部穿出。
15
3 . 升－降膜式蒸发器
蒸发器由升膜管束和降膜管束组 合而成，蒸发器的底部封头内有 一隔板，将加热管束分成两部分。 溶液由升膜管束底部进入，流向 顶部，然后从降膜管束流下，进 入分离室，得到完成液。
24
一、蒸发水量
（蒸发器的物料衡算 ）
如图以蒸发器为衡算范围，取 1h为衡算基准，作物料衡算：
对溶质做物料衡算：
第七章 蒸发
1、中央循环管式蒸发器
➢ 原理：加热管（汽液混 合物密度小）与中央循 环管（汽液混合物混合 物密度大）内形成的汽 液混合物存在密度差。
➢ 优点：溶液循环好，传 热效率高等。
➢ 缺点：循环速度慢，溶 液黏度大，沸点高，不 易清洗。
2、悬筐式蒸发器
➢ 中央循环管蒸发器的改进， 垂直短管型蒸发器；
➢ 加热室悬挂在蒸发器壳体的 下部，可由顶部取出，便于 清洗与更换；
溶液的较小；无机溶液的较大；稀溶液的不大，但随浓度增高 温度升高较大。 ➢ 有效温度差
水（沸点） 20 % NaOH（沸点）
温度（℃）
100
108.5
溶液沸点升高（℃） 108.5 -100 = 8.5
加热蒸气 120 ——
有效温度差（℃） 温度差损失（℃）
加热蒸气与溶液 120 - 108.5 = 11.5
在单程型蒸发器中，物料沿加热管壁成膜状流动，一次 通过加热器即达浓缩要求，其停留时间仅数秒或十几秒。另 外，离开加热器的物料又得到及时冷却，因此特别适用于热 敏性物料的蒸发。
由于这类蒸发器的加热管上的物料成膜状流动，故又称 膜式蒸发器。
1、升膜蒸发器
➢ 加热室由长垂直管束组成； ➢ 原料预热至沸点或接近沸点。
tA = ktW + ym
杜林线的斜率
溶液的沸点 标准溶液沸点 当某压强下水的沸点tw = 0时
tA tA ktw ym
NaOH 水溶液的杜林线图
杜林规则（Duhring’s rule） 不同组成的杜林直线是不
平行的，斜率k与截距ym 均为溶液质量组成x的函 数。
对NaOH水溶液有：
k 1 0.142x
5050kPa时溶液的沸8点1.2。
化工原理 08第七章蒸发与结晶
3．外热式蒸发器
外热式蒸发器的结构特点是把中 央循环管式蒸发器中管束较长的加热 室和分离室分开，这样，一方面降低 了整个设备的高度，另一方面由于循 环管没有受到蒸汽加热，加大了溶液 的密度差，且由于管子较长，从而加 快了溶液循环的速度（可达1.5m/s以 上）。
第七章 蒸发与结晶
安徽理工大学 张洪流
第一节 概述
蒸发是将含有不挥发溶质的溶液加热沸腾，使溶剂部分汽化从而达 到将溶液浓缩等生产目的的单元操作。蒸发操作广泛用于化工、轻工、 制药、食品等多种工业生产中。
蒸发操作在工业生产中主要作用有： （1）将稀溶液浓缩直接得到液体产品，或将浓缩液进一步加工处理获 取固体产品；例如电解法制得的稀烧碱溶液、蔗糖水溶液、果汁、牛奶、 抗生素溶液等的蒸发。 （2）获取溶液中的溶剂作为产品；例如海水蒸发制取淡水。 （3）同时制取浓缩液和回收溶剂；例如制药中浸取液的蒸发。
图7-5 列文蒸发器 1－加热室2－加热管3－循 环管 4－蒸发室 5-除沫器
6－挡板7－沸腾室
5．强制循环型蒸发器
在一般的自然循环型蒸发器中，由于循 环速度较低，导致传热系数较小，且当溶液 有结晶析出时，易粘附在加热管的壁面上。 不适宜于处理粘度大、易结垢及有大量结晶 析出的溶液。为了提高循环速度，可采用强 制循环型蒸发器。它是利用外加动力（循环 泵）促使溶液循环，循环速度的大小可通过 调节循环泵的流量来控制，其循环速度一般 在2.5m/s以上。
7蒸发化工原理
8
7.2.1 蒸发器
第7章 蒸发
按加热室的结构和操作时溶液的流动情况，分为两大类：循环型和 单程型(不循环)。
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。
由于引起循环运动的原因不同，分为自然循环型和强制循环型两类。
自然循环型：由于溶液受热程度不同产生密度差引起。 强制循环型：依靠外力迫使溶液沿一个方向作循环运动 。
二次蒸汽
热源
水蒸气
蒸发产生蒸汽 水蒸气
加热蒸汽
二次蒸 汽
3
第7章 蒸发
7.1.3 蒸发操作的特点
①溶液的沸点升高：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。
2019/7/16
19
第7章 蒸发
3 其它蒸发器
（1）直接加热蒸发器（浸没燃烧式）
将一定比例的燃烧气与空气直接喷入 溶液中，燃烧气的温度可高达1200～ 1800℃，由于气、液间的温度差大，且气 体对溶液产生强烈的鼓泡作用，使水分迅 速蒸发，蒸出的二次蒸汽与烟道气一同由 顶部排出。
优点：结构简单，不需要固定的传热面， 热利用率高
7
第7章 蒸发
7.2 蒸发设备
蒸发设备
蒸发器 辅助设备
加热室
分离室
除沫器（汽液分离器）
冷凝器
疏水器 真空装置
用来进行蒸发的设备主要是蒸发器和冷凝器
蒸发器的作用是加热溶液使水沸腾汽化，并移去， 由加热室和分离室两部分组成。
冷凝器与蒸发器的分离室相通，其作用是将产生的水蒸汽冷凝而除去。
化工原理学--蒸发讲义
化工原理学–蒸发讲义一、引言蒸发是化工过程中常见的分离技术之一，广泛应用于化工工业中。
本文档将介绍蒸发的基本原理、工艺分类以及蒸发过程中的关键参数和操作要点。
二、蒸发原理蒸发是利用物质从液态到气态的相变过程进行分离的方法。
常见的蒸发原理有以下几种：1.热量传递：通过向被蒸发物提供热量，使其温度提高，使得分子动能增加，从而从液态转变为气态。
2.汽化：分子在液面上获得足够的动能，克服表面张力，从液面进入气相。
3.质量传递：蒸发过程中，溶质向蒸汽传输，实现溶质的分离。
三、蒸发工艺分类蒸发可以按照不同的工艺特点进行分类，常见的工艺分类有以下几种：1.单效蒸发：只有一个蒸发器，需要连续供热。
2.多效蒸发：多个蒸发器串联，利用蒸发过程中的余热进行供热，节约能源。
3.MVR蒸发：机械蒸发再生(MVR)是一种通过压缩蒸发蒸汽回收系统中高温低压蒸汽能量的蒸发技术，能够显著提高能源利用率。
4.蒸发结晶：通过调节蒸发条件，使得被蒸发物溶解度降低，产生结晶。
四、蒸发过程关键参数在进行蒸发过程时，需要关注以下几个关键参数：1.温度：蒸发过程中，溶质溶解度随温度变化而变化，对温度的控制非常关键。
2.压力：蒸发器内的压力可以影响蒸发速率和温度，需要根据不同的溶质选择合适的压力。
3.流量：蒸发器的进料流量和蒸汽流量需要合理控制，以确保蒸发过程的稳定性和效率。
4.浓度：蒸发过程中溶质的浓度变化对产物的质量和分离效果有重要影响，需要进行精确控制。
五、蒸发操作要点在进行蒸发操作时，需要注意以下几个要点：1.选用合适的蒸发器：根据被蒸发物的特性选择合适的蒸发器，如单效蒸发器、多效蒸发器或MVR蒸发器等。
2.控制进料浓度：进料浓度的控制可以影响蒸发效果和产物质量，需要根据具体情况进行调整。
3.控制供热温度：供热温度对蒸发速率和产物质量有重要影响，需要根据被蒸发物的特性选择合适的供热温度。
4.控制蒸汽压力：蒸汽压力的控制可以影响蒸发速率和蒸发温度，需要根据具体情况进行调整。
chap7 蒸发
(1) f a
式中
a ——常压下溶液的沸点升高，可由实验测定的tA值
求得，℃；
Δ′——操作条件下溶液的沸点升高，℃；
a
f——校正系数，无因次。其经验计算式为：
0.016(T 273) 2 f r
。
总温度差损失为：
（5-3）
1.1
溶液的蒸汽压下降引起的温度差损失
t A T
式中 tA——溶液沸点，℃，主要与溶液的类别、浓度及操 作压强有关。
T′——与溶液压强相等时水的沸点，即二次蒸气的
饱和温度，℃
在文献和手册中，可以查到常压（1atm）下某些溶液在不
（3）除去杂质
加热
不凝性气体
冷却水
二次蒸汽 冷凝器 除沫器
料液 加热蒸汽 （生蒸汽）
蒸发室
加热室
冷凝水 水 完成液 单效蒸发器
1.3分类
（1）按操作室压力分：常压、加压、减压（真空）蒸 发 （2）按二次蒸气的利用情况分：单效和多效蒸发
单效蒸发：将二次蒸气不再利用而直接送到冷凝器冷凝以
除去的蒸发操作。
（5-1）
T/——与溶液压强相等时水的沸点，即二次蒸气的 饱和温度，℃
传热温度差损失：在一定操作压强条件下溶液的沸点升高。
计算公式为：
Δ= ΔtT- Δt
ΔtT =Ts-T
Δt——传热的有效温度差， ℃
ΔtT ——理论上的传热温度差， ℃
Δt=Ts-t
式中
t —— 溶液的沸点， ℃ T——纯水在操作条件下的沸点， ℃ Ts——加热蒸气的温度， ℃
例：用476kN/m2（绝压）的水蒸气作为加热蒸汽（Ts=150 ℃），蒸发室内压力为1atm，蒸发30%的NaOH溶液，沸点为 t=115 ℃，其最大传热温度差，用ΔtT来表示： ΔtT=Ts-T=150-100=50℃ 有效温度差为： Δt=Ts-t=150-115=35℃ 则温度差损失为：
化工原理实验报告-华东理工-华理
化工原理实验报告-华东理工-华理引言化工原理实验是化工专业学生的必修课程之一，通过实际操作和观察，加深对化工原理的理解。
本文是一个化工原理实验的实验报告，实验地点为华东理工大学华理实验室。
实验目的本次实验的主要目的是通过对不同物质的混合溶液进行分离和纯化，学会化工实验中基本的分离技术，并掌握相关实验仪器的使用方法。
实验原理化工实验中常用的分离技术包括蒸馏、结晶、萃取、吸附等。
本次实验主要采用蒸馏法和结晶法进行分离和纯化。
蒸馏法蒸馏法是根据液体不同的沸点来进行分离的一种方法。
实验中，将混合溶液加热，在不同的沸点处收集蒸馏液，通过冷凝转化为液体。
较低沸点的组分首先蒸发，较高沸点的组分后蒸发，从而实现对混合溶液的分离。
结晶法结晶法是通过溶解度的差异使混合的溶质分离。
实验中，在适当的温度下，在溶液中添加稳定剂，使其溶解度降低，然后通过冷却或加热使其结晶沉淀。
通过过滤和洗涤，可以分离出纯净的溶质。
实验步骤1.准备实验所需的仪器和试剂。
2.将混合溶液加入蒸馏仪中，并搭建好蒸馏装置。
3.开始加热混合溶液，收集蒸馏液。
4.观察收集到的蒸馏液的性质并记录。
5.将蒸馏液通过冷凝管冷却并转化为液体，收集在容器中。
6.开始结晶实验，将蒸馏液加热至适当温度。
7.添加稳定剂，使溶液开始结晶。
8.冷却溶液，观察结晶沉淀的过程。
9.过滤结晶沉淀，将纯净的溶质收集。
实验结果经过蒸馏和结晶两次分离和纯化实验，成功得到了纯净的溶质。
通过观察和检测，确认了溶质的纯度和物理性质符合实验预期。
分析与讨论本次实验中采用了蒸馏和结晶两种常见的分离技术，通过实际操作，可以更加直观地了解分离原理，并学习到实验仪器的使用方法。
同时，通过对实验结果的分析，可以进一步加深对化工原理实验的理解。
结论化工原理实验是化工专业学生的重要课程之一，通过实验操作可以加深对化工原理的理解。
本次实验通过蒸馏法和结晶法的操作，成功实现了对混合溶液的分离和纯化。
从实验结果来看，得到的纯净溶质符合实验预期，说明实验操作和分离技术的正确使用是非常重要的。
（完整版）华东理工大学化工原理简答题真题汇总
（完整版）华东理工大学化工原理简答题真题汇总第一章流体流动1.何谓轨线？何谓流线？为什么流线互不相交？99答：轨线是同一流体质点在不同时刻所占空间位置的连线；流线是采用欧拉法考察的结果，流线上各点的切线表示该点的速度方向；因为同一点只有一个速度，由此可知，流线互不相交。
2.动能校正系数α为什么总是大于、等于1的？试说明理由？003.简述数学模型法规划实验的主要步骤。
00、03、06、10答：数学模型实验研究方法立足于对所研究过程的深刻理解，按以下主要步骤进行工作：①将复杂的真实过程本身化简成易于用数学方程式描述的物理模型；②将所得到的物理模型进行数学描述即建立数学模型；③通过实验对数学模型的合理性进行检验并测定模型参数。
4.流体流动过程中，稳定性是指什么？定态性是指什么？015.简述因次论指导下的实验研究方法的主要步骤。
01、04答：因次分析法的具体步骤：①找出影响过程的独立变量；②确定独立变量所涉及的基本因次；③构造因变量和自变量的函数式，通常以指数方程的形式表示；④用基本因次表示所有独立变量的因次，并出各独立变量的因次式；⑤依据物理方程的因次一致性原则和π定理得到准数方程；⑥通过实验归纳总结准数方程的具体函数式。
6.层流与湍流的本质区别是什么？02答：湍流的最基本特征是出现了径向的速度脉动。
当流体在管内层流时，只有轴向速度而无径向速度，牛顿型流体服从牛顿粘性定律；然而在湍流时，流体质点沿管道流动的同时还出现了径向的随机脉动，这种脉动加速了径向的动量、热量和质量的传质，动量的传递不仅起因于分子运动，而来源于流体质点的横向脉动速度。
7.非牛顿流体中，塑性流体的特点是什么？02、05、06、10答：含固体量较多的悬浮体常表现出塑性的力学特征，即只有当施加的剪应力大于某一临界值（屈服应力）之后才开始流动，流动发生后，通常具有剪切稀化性质，也可能在某一剪切率范围内有剪切增稠现象。
8.什么是流体流动的边界层？边界层分离的条件是什么？03答：由于流体粘性的作用，靠近壁面的流体将相继受阻而降速，随着流体沿壁面前流动，流体受影响的区域逐渐扩大，而流速降为未受边壁影响流速的99%以内的区域即为边界层。
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T-t = (T-t0)-
=+
（2）操作型计算 特点：设备一定（设备结构、传热面积已知），
校核工艺条件，需试差求解。
类型1 已知： K，A， w0，t0，
w，T，t0 求：F，D，W，t
类型2 已知： A， F，w0，t0，
w，T，t0 求：K，D，t，W
例：w0=20%(wt%,下同)，F=3600kg/h，NaOH水溶 液浓缩w=50%，t0=20C，i0=60kJ/kg，p生 =400kPa(绝)，饱和温度T=143.4C ，汽化潜热 r=2140kJ/kg。p冷=50kPa(绝)，t0=81.2C ，K= 1100W/m2K，L=2.5m，=1500kg/m3，Q损0。 求：A=?D=? 解：
pm
p
1 5
Lg
P：液面上方的压强，通常以冷凝器压强代替 L：蒸发器内的液面高度
=ts (pm)- ts(p)
温差损失 =+ ，以 为主 蒸发器中沸腾液体的平均温度：
t t 0 t 0
冷凝温度(即二次蒸气温度)： t0= （p）
传热温差 t = T-t = (T-t0) - T t t 0
相同的生产任务下，蒸发器的传热面积较小， 减小了加热面上的结垢现象。 缺点：动力消耗大。
讨论：提高循环速度的 目的是什么？
A. 增加给热系数 B. 降低单程汽化率，
延缓结垢时间。
2.单程型蒸发器 物料一次通过加热面即可完
成浓缩要求，受热时间大 为缩短，适合热敏物料。 ①升膜式蒸发器 加热管束长达3～10m，二次 蒸发具有较高速度，常压 下为20～50m/s，传热温差 和传热系数大，不适宜用 于处理粘度大，易结晶， 易结垢的溶液。
W F 1 w0 w
3600 1 25 0.5kg / s 3600 50
按w=50%，水沸点81.2C， 查p242图7-17，沸点为121C，=121-81.2=39.8C
液柱静压：
pm
p
1 Lg
5
50 103 1 25 1500 9.81 5
热量衡算：Dr0 FiO (F W )i WI Q损
D F i i0 W I i
r0
1 630 60 0.6 2644 630 0.831
2140
传热面积： Q Dr0 Q KA(T t)
A
Dr0
KT t
第七章 蒸 发 1 概述 1.1 蒸发操作的目的和方法
定义：含有不挥发性溶质的溶液在沸腾条件下
受热，部分溶剂汽化为蒸汽的操作。
目的：
①获取浓缩的溶液，直接 作为化工产品或半成品 ②脱除溶剂，与结晶联合 操作以获得固体溶质 ③脱除杂质，制取纯净的 溶剂
基本原理：溶剂挥发，溶质不挥发。
1.2蒸发操作的特点 蒸发操作过程实质是热量传递，属传热过程。 但存在特殊性。
0.831 2140103
1100 143.4 124.3
84.6m 2
例：单效蒸发某水溶液，w0=15%(wt%,下同)， w=30%。沸点进料。A=50m2，加热饱和水蒸气 p=0.1013Mpa（绝），因溶液蒸汽压下降引起 =6C，液柱静压强引起=1.5C，蒸发器的传 热系数K=640W/m2K，F=1000kg/h。Q损0，水 汽化潜热r=2300kJ/kg。 求：蒸发器所需的最少真空度？
由于溶液沸点、液柱静压及 流动阻力等因素，传热温差减小。
3.4 单效蒸发过程的计算 （1）设计型计算 给定条件：F，w0，t0，w 设计条件：加热蒸汽压强 (T)，冷凝器压强 (t0) 计算目的：K，A，D 公式：物料衡算： W F1 w0
w
热量衡算： Q Dr0 FCO (t t0 ) Wr Q损 传热速率式： Q KA(T t)
辅助设备：
除沫器 冷凝器 疏水器
二、蒸发器的种类 1、循环性蒸发器 ①垂直短管式（中央循环管式)
流体在细管内向上，粗管内向 下作循环运动，循环速度0.1～
0.5m/s 优点：结构紧凑，制造方便，操
作可靠，投资少，循环速度较 低，但尚可处理黏性及生垢溶 液。 缺点：清洗维修不方便，蒸发器 内溶液浓度接近于完成液浓度， 溶液黏度总是较大，影响传热。
三．管内沸腾给热
α值一般为
102
~
103
W m2oC
为提高全管长内的平均给热系 数，应扩大环状流动区域。
四 传热系数的经验值 主要靠现场实际测定
3. 单效蒸发 3.1物料衡算 溶质不挥发 Fw0 (F W )w
水分蒸发量 W F 1 w0 Leabharlann w问题：若将某溶液从0.01
二、蒸发器的种类 1、循环性蒸发器 ②外加热式
采用长加热管，且循环
管不再受热，循环速度
1.5m/s 优点：适应性较大，加热
面积不受限制（可达数 百平方米），溶液循环 速度较大，便于维修和 清洗。
缺点：结构不够紧密，设 备较高。
1、循环性蒸发器 ③强制循环蒸发器 采用泵进行强制循环，循环速度1.8～5m/s 优点：溶液循环速度大，传热系数很大，在
t
Wr =T -
500 ×2300 ×103 = 100 -
= 900C
KA
3600 ×640 ×50
二次蒸汽温度
t t0
t0=90-=90-(6+1.5)=82.5C
查得相应饱和蒸汽压0.0525Mpa
真空度0.1013-0.0525=0.0488Mpa。
重点总结
1、蒸发过程及设备；蒸发过程的目的、方法 及特点；常用蒸发器的结构；管内气液两相流 动型式； 2、二次蒸汽和加热蒸汽的能位差别；沸点升 高和传热温度差损失；加热蒸汽的经济性；蒸 发设备的生产强度。 3、单效蒸发的计算-物料衡算、热量衡算和传 热速率方程。
饱和蒸汽压数据：
压强， 0.1013 MPa
温度， 100 C
0.093 99.1
0.058 85
0.047 80
0.038 75
0.031 70
W F1 w0 1000 1 0.15 500kg / h
w
0.3
查得T=100C
Q = Wr = KA(T-t)
本次讲课习题： 第七章 2，3，4
溶液沸点 t 不仅取决于操作压强，还于下述因素有关。
（1）溶液沸点升高
溶质的存在使溶液的蒸汽压降低，沸点升高 ①实验数据：实测或文献 ②杜林法则推算
a.低浓度用常压下的数据； b.高浓度下用两点线性内插
（2）液柱静压头
液柱自身重量及管内流动阻力造成的沸点升高。
考虑到蒸发时液体中含气泡取平均
Dr0 FCO (t t0 ) Wr Q损
D – 加热蒸汽的消耗量
t0 -料液的进口温度
C0 -料液的比热容
蒸发器的热负荷： Q Dr0
3.3 蒸发速率与传热温度差 过程速率方程式 Q Dr0 KA(T t)
T―加热蒸汽的饱和温度 t－蒸发器内溶液的沸点，即为完成液的温度
：加热管壁的热阻，一般可以忽略
Ri ：管内壁液体一侧的垢层热阻，一般较大
可定期清理加热管；加快流体的循环运动速度；
加入阻垢剂
1 ：管内沸腾给热热阻，是蒸发传热的主要热阻
i
二. 管内气液两相流动型式 管内沸腾形成气液两相流
a.气泡流 b.塞状流 c.翻腾流 d.环状流 e.雾流
影响因素：①设备条件：管径、倾斜度 ②操作条件：气液两相流量 ③物性：粘度、密度、表面张力
②降膜式蒸发器 料液经分布器分布后呈 膜状向下流动，可处理 粘度较大的物料，但不 适宜处理易结晶，结垢 的溶液。
③旋转刮片式蒸发器 借外力强制料液呈膜状 流动，适用于高粘度， 易结晶、结垢的浓溶液 的蒸发。
2.2蒸发器的传热系数 一．蒸发器的热阻分析
1 K
1
0
Ri
1
i
1
0 ：管外蒸汽冷凝热阻，一般很小
57.4 103 Pa
ts ( pm ) 84.5C
= ts ( pm ) ts ( p) = 84.5-81.2=3.3C
温度差损失：=+= 39.8+3.3=43.1C 溶液沸点：t t 0 = 81.2+43.1=124.3 C
查p252图7-16，i=631 kJ/kg 查p265二次蒸汽焓I=2644 kJ/kg
(1)溶质在加热面上析出，形成垢层，热阻变大 (2)溶液物性对蒸发器的结构有特殊要求；
热敏性物质 不允许长时间停留； 溶液粘度上升 使传热恶化；
对蒸发器结构设计提出特殊要求。 (3)溶剂汽化大量耗热，节能是重要课题。 （生蒸汽 二次蒸汽 能量降质）
生蒸汽与二次蒸汽的温差用于： 1）传热推动力 2）溶液沸点升高
例：101kPa下，水的沸点100℃，12%NaOH 水溶液沸点105℃，加热蒸汽110℃，传热推动 力=？
蒸发操作是高温位的蒸汽向低温位转化，较低
温位的二次蒸汽的利用必在很大程度上决定了 蒸发操作的经济性。
2 蒸发设备 2.1各种蒸发设备 一、蒸发设备
蒸发器的主要构件：
加热室 流动（循环）通道 汽液分离空间（蒸发室）
％浓缩至0.1％与从1％浓 缩至10％相比，哪一个能 耗大？ 一样大，W并不与w0 成正 比，而与 w0 有关
w
3.2热量衡算 对蒸发器作热量衡算
Dr0＋Fi0 (F W )i WI Q损
Dr0 F(i i0 ) W (I i) Q损 Q损 取 Dr0 的某一百分数 忽略溶液的浓缩热：