多效蒸发器设计计算
mvr蒸发器设计计算
mvr蒸发器设计计算蒸发器是一种用于将液体转化为气体的设备，它在各行各业的生产过程中起着重要作用。
气体的蒸发可以实现物质的分离和浓缩，因此有准确的设计和计算蒸发器十分重要。
在蒸发器的设计过程中，MVR （Mechanical Vapor Recompression，机械蒸汽压缩）技术是一种高效能的选择。
MVR蒸发器设计计算主要包括以下几个关键步骤：确定需求、计算传热量、确定蒸发器类型、计算换热面积、确定处理量与浓缩率。
在这篇文章中，我们将详细介绍每个步骤，并给出适用的计算公式和实例。
1. 确定需求在设计MVR蒸发器之前，我们需要明确所需要的蒸发量、物料浓度、产品温度等基本需求。
这些数据将决定我们后续的设计和计算。
2. 计算传热量在MVR蒸发器中，传热是实现蒸发的关键。
传热量的计算可以采用传热方程，根据传热介质和物料的性质来确定。
例如，对于常见的水蒸气传热，我们可以采用传热系数和换热面积来计算所需的传热量。
3. 确定蒸发器类型MVR蒸发器有多种类型，包括单效式、多效式和热泵式等。
根据需求和物料特性，选择适合的蒸发器类型是十分重要的。
不同类型的蒸发器在能耗、蒸发效率和操作成本等方面存在差异，因此需综合考虑各个因素进行选择。
4. 计算换热面积换热面积是蒸发器设计中的重要参数，它决定了传热效果和设备的尺寸。
根据物料的热传导性质、蒸发器类型和其他因素，我们可以采用不同的换热计算方法。
例如，对于扁平管蒸发器，可以使用换热系数和有效传热面积来计算所需的换热面积。
5. 确定处理量与浓缩率根据实际需求，确定处理量和浓缩率是设计MVR蒸发器的重要考虑因素。
处理量指的是单位时间内处理的物料量，而浓缩率则是指在蒸发过程中物料的浓度变化。
处理量和浓缩率之间存在着一定的关系，需要综合考虑。
综上所述，MVR蒸发器设计计算涉及多个关键步骤，包括确定需求、计算传热量、确定蒸发器类型、计算换热面积以及确定处理量与浓缩率。
通过合理的设计和计算，可以实现蒸发过程的高效能和低能耗。
多效蒸发计算范文
多效蒸发计算范文多效蒸发是一种常用于脱水和浓缩溶液的工艺方法。
它利用多组换热器和蒸发器，在不同压力条件下进行多次蒸发，以达到高效的能量利用和浓缩效果。
下面将详细介绍多效蒸发的计算方法。
蒸发率（E）是指单位时间内蒸发的物料质量。
它可以通过下列公式进行计算：E=Q/A其中，Q表示蒸发器中的蒸发热量，单位为焦耳（J），A表示蒸发器的表面积，单位为平方米（m²）。
其次是蒸发温度的计算。
多效蒸发中，各个蒸发器在不同的压力下进行蒸发，所以需要计算每个蒸发器的蒸发温度。
蒸发温度可以通过下列公式计算：T=T1-ΔT*(n-1)-ΔT1/N*(m-1)其中，T表示蒸发温度，T1表示蒸发器1的温度，ΔT表示每个蒸发器的温度压降，n表示蒸发器的级数，N表示蒸发器总数，m表示当前所在的蒸发器级数。
蒸发器数量的计算可以通过下列公式进行：N = log(D / D1) / log(α)其中，N表示蒸发器数量，D表示溶液初始浓度与最终浓度的比值，D1表示溶液的初始浓度，α表示溶液的浓缩系数。
最后是热效率的计算。
多效蒸发的热效率是指单位蒸发量所需的热量与总热量的比值。
热效率可以通过下列公式计算：η=Q/(Q+QF)其中，η表示热效率，Q表示蒸发器中的蒸发热量，QF表示各种热损失的热量。
除了上述的计算方法，还有一些附加的计算，如换热器的表面积计算和管路的尺寸计算等。
换热器的表面积可以通过下列公式计算：A=Q/(U*ΔTm)其中，A表示换热器的表面积，U表示传热系数，ΔTm表示温度驱动因数。
管路的尺寸计算可以通过下列公式计算：A=m*V/ρ*t其中，A表示管路的截面面积，m表示液体的质量流速，V表示液体的体积流速，ρ表示液体的密度，t表示液体在管路内停留的时间。
综上所述，多效蒸发的计算主要包括蒸发率、蒸发温度、蒸发器数量和热效率的计算。
通过这些计算，可以有效地设计和操作多效蒸发设备，达到预期的脱水和浓缩效果。
多效蒸发计算实例
多效蒸发计算实例多效蒸发是一种高效的蒸发过程，通过多个蒸发器的多次蒸发使得产生的蒸汽可以循环利用，提高能源利用率。
下面是一个多效蒸发计算的实例，来说明多效蒸发的工作原理和计算方法。
假设有一台多效蒸发装置，用于处理1000 kg/h的食品浆料，浆料中含有75%的水分。
该多效蒸发装置共有3个蒸发器，设定的蒸发温度为80℃。
第一步，我们先计算浆料中水的质量。
由于浆料含水量为75%，所以浆料中的水质量为1000 kg/h * 75% = 750 kg/h。
第二步，我们需要计算每个蒸发器的蒸汽消耗量。
假设第一个蒸发器的效率为80%，第二个蒸发器的效率为70%，第三个蒸发器的效率为60%。
第一个蒸发器的蒸汽消耗量可以通过以下公式计算：Q1=(1-η1)*m其中，Q1为第一个蒸发器的蒸汽消耗量，η1为第一个蒸发器的效率，m为浆料中水的质量。
Q1 = (1 - 80%) * 750 kg/h = 0.2 * 750 kg/h = 150 kg/h第二个蒸发器的蒸汽消耗量可以通过以下公式计算：Q2=(1-η2)*(m-Q1)其中，Q2为第二个蒸发器的蒸汽消耗量，η2为第二个蒸发器的效率，m为浆料中水的质量，Q1为第一个蒸发器的蒸汽消耗量。
Q2 = (1 - 70%) * (750 kg/h - 150 kg/h) = 0.3 * 600 kg/h =180 kg/h第三个蒸发器的蒸汽消耗量可以通过以下公式计算：Q3=(1-η3)*(m-Q1-Q2)其中，Q3为第三个蒸发器的蒸汽消耗量，η3为第三个蒸发器的效率，m为浆料中水的质量，Q1为第一个蒸发器的蒸汽消耗量，Q2为第二个蒸发器的蒸汽消耗量。
Q3 = (1 - 60%) * (750 kg/h - 150 kg/h - 180 kg/h) = 0.4 *420 kg/h = 168 kg/h第三步，我们需要计算多效蒸发装置的总蒸汽消耗量。
总蒸汽消耗量等于各个蒸发器的蒸汽消耗量之和。
各种蒸发器冷凝器计算
各种蒸发器冷凝器计算蒸发器和冷凝器是热力工程中常见的设备，用于蒸发和冷凝流体。
本文将介绍各种蒸发器和冷凝器的计算方法。
一、蒸发器蒸发器是将液体转化为蒸汽的设备。
根据蒸发器的类型有多种不同的计算方法。
1.蒸发器内换热面积计算蒸发器的内换热面积可以通过以下公式计算：A=Q/(U×ΔTm)其中，A为内换热面积，Q为传热量，U为换热系数，ΔTm为平均温差。
2.各种蒸发器的计算常见蒸发器种类有多效蒸发器、喷雾式蒸发器、蒸镜式蒸发器等。
这些蒸发器的计算方法略有不同。
多效蒸发器的换热器内换热面积计算可以使用以下公式：A = Q / (Ud × ΔTmd)其中，A为内换热面积，Q为传热量，Ud为蒸气侧的换热系数，ΔTmd为蒸汽的平均温差。
喷雾式蒸发器的蒸发速率计算可以使用以下公式：W = (G × H) / (λ × (hlg - hgf))量蒸发潜热，hlg为蒸汽的焓值，hgf为液体的焓值。
蒸镜式蒸发器的换热面积和蒸发速率计算方法类似多效蒸发器。
二、冷凝器冷凝器是将蒸汽或气体转变为液体的设备。
根据冷凝器的类型有多种不同的计算方法。
1.冷凝器的内换热面积计算冷凝器的内换热面积可以通过以下公式计算：A=Q/(U×ΔTm)其中，A为内换热面积，Q为传热量，U为换热系数，ΔTm为平均温差。
2.各种冷凝器的计算常见冷凝器种类有冷却管束冷凝器、冷凝器冷凝管束冷凝器等。
这些冷凝器的计算方法略有不同。
冷却管束冷凝器的换热面积计算可以使用以下公式：A = Q / (Ud × ΔTmd)其中，A为内换热面积，Q为传热量，Ud为冷却侧的换热系数，ΔTmd为冷却水的平均温差。
冷凝器冷凝管束冷凝器的冷凝速率计算可以使用以下公式：W = (G × H) / (λ × (hgf - hfg))量冷凝潜热，hgf为蒸汽的焓值，hfg为液体的焓值。
以上就是各种蒸发器和冷凝器的计算方法。
三效蒸发浓缩 计算
三效蒸发浓缩计算三效蒸发浓缩是一种常用的分离技术，广泛应用于化工、食品、制药和环保等领域，用于回收溶剂、浓缩溶液、净化废水等。
这种技术通过利用多效蒸发器之间的级差来提高热效率，从而节约能源并提高产品纯度。
三效蒸发浓缩系统一般由三个蒸发器、蒸汽循环系统和冷凝器组成。
这些蒸发器包括一个高压蒸发器（第一效）、一个中压蒸发器（第二效）和一个低压蒸发器（第三效）。
蒸汽会通过蒸汽循环系统从高压蒸发器至中压蒸发器，再从中压蒸发器至低压蒸发器，逐级降压使蒸发器的温度逐渐降低，从而实现多级蒸发。
三效蒸发浓缩的原理是在各级蒸发器之间形成蒸发动力差，以驱动物质的转移并促使溶剂返流，以提高热效率。
在三效蒸发浓缩过程中，需要进行热力计算和质量平衡计算。
热力计算主要包括蒸发器进料的蒸汽传热量计算、冷凝器排出液体的冷凝热传热量计算以及对蒸汽泵的输入功率计算等。
质量平衡计算主要包括各级蒸发器进料和产物的质量平衡计算，以及每个蒸发器的蒸气量计算。
通过这些计算可以得到每个蒸发器的蒸汽蒸发速率和液体浓度变化等参数，进而优化设备操作条件和设计参数。
在实际应用中，三效蒸发浓缩一般需要根据具体情况进行改良和调整。
例如，在不同领域和不同物质的处理过程中，需要根据对产品纯度和能源消耗的要求进行设备结构和操作参数的调整。
此外，还需要考虑设备的耐腐蚀性能、操作的稳定性和自动化程度等因素。
三效蒸发浓缩技术的应用优势主要体现在以下几个方面：1. 节约能源：通过多级蒸发和逐级降压的方式，利用蒸汽的余热来驱动蒸发过程，从而大大提高热效率，节约能源消耗。
2. 提高产品纯度：通过多级蒸发和溶剂返流，可以将含有多种溶质的溶液分离成高纯度的产物。
3. 减少废水排放：三效蒸发浓缩可以将废水中的溶剂浓缩回收，减少废水的产生和排放，实现资源的循环利用和环境保护。
4. 设备结构紧凑：相比传统的单效蒸发器，三效蒸发浓缩器可以实现更高效的蒸发效果，同时占用更少的空间，适用于场地有限的情况。
蒸发器冷凝器设计计算
蒸发器冷凝器设计计算蒸发器和冷凝器是化工设备中常见的两种换热器，用于实现物料的蒸发和冷凝过程。
设计计算是设计这两种换热器的主要过程之一，本文将详细介绍蒸发器和冷凝器的设计计算。
一、蒸发器设计计算：蒸发器是将液体物料转化为蒸汽的设备，常见的蒸发器有单效蒸发器、多效蒸发器和蒸发浓缩塔等。
蒸发器的设计计算主要包括传热面积和换热系数的确定。
1.传热面积的确定：传热面积是蒸发器设计的重要参数，它直接影响到蒸发器的传热效果。
传热面积的确定需要根据物料的流量、物料的入口温度和出口温度以及蒸汽的温度等参数来进行计算。
常用的计算公式为：传热面积=传热负荷/(换热系数×温差)其中，传热负荷是蒸发器在单位时间内传递的热量，可以根据物料的蒸发热进行计算；换热系数是蒸发器的换热性能，可以根据物料的性质和流体的动力参数来进行计算；温差是物料的入口温度和出口温度之差。
2.换热系数的确定：换热系数是蒸发器传热性能的重要指标，它直接影响到蒸发器的传热效果。
换热系数的确定需要考虑多种因素，如物料的热传导性、物料的流动状态、传热面的清洁程度等。
常用的换热系数计算方法有经验公式法、理论分析法和实验测定法等。
蒸发器的设计计算还需要考虑物料的性质、工艺要求和设备的结构等因素，以确保蒸发器的性能和可靠性。
二、冷凝器设计计算：冷凝器是将蒸气转化为液体的设备，常见的冷凝器有泡沫塞式冷凝器、表面冷凝器和混合冷凝器等。
冷凝器的设计计算主要包括传热面积、传热系数和冷却介质的流量等参数的确定。
1.传热面积的确定：传热面积是冷凝器设计的重要参数，它直接影响到冷凝器的传热效果。
传热面积的确定需要考虑蒸汽的流量、蒸汽的入口温度和出口温度以及冷却介质的温度等参数。
常用的计算公式为：传热面积=传热负荷/(换热系数×温差)其中，传热负荷是冷凝器在单位时间内传递的热量，可以根据蒸汽的焓值进行计算；换热系数是冷凝器的换热性能，可以根据蒸汽和冷却介质的性质和流体的动力参数来进行计算；温差是蒸汽的入口温度和出口温度之差。
多效蒸发器设计计算
多效蒸发器设计计算
多效蒸发器是一种用于蒸发液体中的溶质以实现浓缩的设备。
在多效蒸发器设计计算中，需要考虑到以下几个关键因素：蒸发程式、物料平衡、能量平衡、传热方程、精馏器和破坏机理。
1. 蒸发过程：多效蒸发器的基本原理是通过将溶液在多个蒸发室中进行连续蒸发，并利用蒸汽冷凝来提供热量。
在多效蒸发器设计中，需要确定合适的蒸发程式，例如同时蒸发或逐级蒸发。
2. 物料平衡：在多效蒸发器中，各个蒸发室之间的物料平衡是一个重要考虑因素。
物料平衡可以通过输入和输出流量的计算来确定。
3. 能量平衡：能量平衡是多效蒸发器设计的另一个关键点。
通过计算蒸汽冷凝所释放的热量和蒸发过程中所需的热量，可以确定能量平衡。
4. 传热方程：多效蒸发器中传热方程的计算是非常重要的。
传热方程通常包括表面传热系数、传热面积和温度差等参数，可以用于计算所需热量。
5. 精馏器：多效蒸发器中通常使用精馏器来分离液体中的溶质。
设计精馏器需要考虑到馏分和留渣的要求，以及精馏塔的塔盘或填料。
6. 破坏机理：在多效蒸发器设计中，需要考虑到溶质可能遭受
的破坏机理，例如结晶、析出或水解等。
这些因素可以影响到设计的操作条件和设备需求。
在多效蒸发器设计计算中，还需要考虑到其他因素，如设备材料的选择、蒸汽压力和温度、环境影响等。
以上只是多效蒸发器设计计算的一些参考内容，具体设计仍然需要根据实际情况和要求进行。
多效蒸发计算实例
Fx0=(F-W1)w1=(F-W1-W2)w2=…=(F-W1-…-Wn)wn
w1
=
Fw0 F -W1
,
w2
=
F
Fw0 -W1 -W2
wi
=
F
Fw0 -W1 --Wi
,
wn
=
F
Fw0 -W1 --Wn
=
Fw0 F -W
W为总蒸发水量 W = F (1 - w0 ) wn
热量衡算（不计热损）:
10
精品课件！
精品课件！
tm3
Hale Waihona Puke D3r3 K3S3
1.78 2320.21000 1100 400
9.4o C
第三效的温差损失： 3=1+3=4℃
第三效的二次蒸汽的温度： T3’=74.7-9.4-4=61.3℃
13
类推： W2
H2 c pwT2
H
' 2
c pwt2
D2
(Fc p0
W1c pw )
t1 t2
H
' 2
c
pw t 2
Wi
Hi c pWTi
H
' i
c pWti
Di
(Fc p0
W1c pW
W2c pW
Wi1c pW )
ti1 ti
H
' i
c pWti
i Di (Fc p0 W1c pW W2c pW Wi1c pW ) i
讨论： （10）.95i~0.，9rr9ii'称；蒸发系数，其值接近于1，一般为
多效蒸发器设计计算
多效蒸发器设计计算Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】多效蒸发器设计计算（一） 蒸发器的设计步骤多效蒸发的计算一般采用迭代计算法（1） 根据工艺要求及溶液的性质，确定蒸发的操作条件（如加热蒸汽压强及冷凝器压强）、蒸发器的形式（升膜蒸发器、降膜蒸发器、强制循环蒸发器、刮膜蒸发器）、流程和效数。
（2） 根据生产经验数据，初步估计各效蒸发量和各效完成液的组成。
（3） 根据经验，假设蒸汽通过各效的压强降相等，估算各效溶液沸点和有效总温差。
（4） 根据蒸发器的焓衡算，求各效的蒸发量和传热量。
（5） 根据传热速率方程计算各效的传热面积。
若求得的各效传热面积不相等，则应按下面介绍的方法重新分配有效温度差，重复步骤（3）至（5），直到所求得的各效传热面积相等（或满足预先给出的精度要求）为止。
（二） 蒸发器的计算方法下面以三效并流加料的蒸发装置为例介绍多效蒸发的计算方法。
1.估值各效蒸发量和完成液组成总蒸发量 （1-1）在蒸发过程中，总蒸发量为各效蒸发量之和W = W 1 + W 2 + … + W n （1-2） 任何一效中料液的组成为（1-3）一般情况下，各效蒸发量可按总政发来那个的平均值估算，即（1-4）对于并流操作的多效蒸发，因有自蒸发现象，课按如下比例进行估计。
例如，三效W1：W2：W3=1：： （1-5）以上各式中 W — 总蒸发量，kg/h ；W 1，W 2 ，… ，W n — 各效的蒸发量，kg/h ；F — 原料液流量，kg/h ；x 0, x 1,…, x n — 原料液及各效完成液的组成，质量分数。
2.估值各效溶液沸点及有效总温度差欲求各效沸点温度，需假定压强，一般加热蒸汽压强和冷凝器中的压强（或末效压强）是给定的，其他各效压强可按各效间蒸汽压强降相等的假设来确定。
即（1-6）式中 — 各效加热蒸汽压强与二次蒸汽压强之差，Pa ；— 第一效加热蒸汽的压强，Pa ；— 末效冷凝器中的二次蒸汽的压强，Pa 。
多效蒸发
7.3 多效蒸发蒸发装置的操作费用主要是汽化大量水分（W ）所需消耗的能量。
通常将每1kg 加热蒸汽所能蒸发的水量（D W ）称为蒸汽的经济性，或用溶液中蒸发出1kg 水所需消耗的生蒸汽的量（W D ）表示蒸汽的利用率， DW ↑，生蒸汽利用率↑，它是蒸发操作是否经济的主要标志。
由前面学过的知识我们知道，在单效蒸发中，若物料的水溶液先预热至沸点后假如蒸发器，忽略生蒸汽与产生的二次蒸汽的汽化潜热的差异，不计热损失。
则每1kg 加热蒸汽可汽化1kg 水，即D W =1。
实际上，由于有热损失等原因，DW <1。
在大规模工业蒸发中，蒸发大量的水分必然会消耗大量的加热蒸汽。
作为工程技术人员，必须设法尽量节省加热蒸汽的消耗量，以提高生蒸汽的消耗量，以提高生蒸汽的利用率，那么采用什么措施才能达到此目的呢?① 利用二次蒸汽的潜热② 利用冷凝水的显热（如预热原料液） 7.3.1 多效蒸发蒸汽的经济性（利用率）利用二次蒸汽的潜热的最普通的方法是多效蒸发，即将前一效的二次蒸汽引入后一个蒸发器作为加热蒸汽，这样后一效的加热它就成为前一效二次蒸汽的冷凝器，由于各效（除最后一效外）的二次蒸汽都作为下一效蒸发器的加热蒸汽，这就提高了生蒸汽的利用率。
如：假设第一效的沸点进料，并略去热损失，温度差损失和不同压力下蒸发潜热的差别，则理论上： 第一效：11=W D⇒ 1W D =， 1kg 生蒸汽在第一效中可产生1kg 的二次蒸汽，将此1kg 二次蒸 （1W ）引入第二效又可蒸发1kg 水，即第二效：D W W ==12，1kg 生蒸汽在双效中的总蒸发量D W W W 221=+=， 所以DW =2 依次类推： 三效 3=D W ，……，n 效 n DW=但实际上，由于热损失，温度差损失等原因，单位蒸汽消耗量不可能达到如此经济的程度，根据生产经验，最大的D W /的值大致如下：效数单效 双效 三效 四效 五效 m in ⎪⎭⎫ ⎝⎛W D 1.1 0.57 0.4 0.3 0.27 m ax⎪⎭⎫ ⎝⎛D W 0.911.752.53.333.70可见，多效蒸发（DW ），说明蒸发同样数量的水分W ，采用多效蒸发时为小，可节省生蒸汽用量，提高生蒸汽的利用率，但是，是不是效越多越好呢?（不是，后面我们会学到，生蒸汽利用率的提高是以降低蒸发强度为代价的，效数↑，蒸发强度↓，以及其它一些技术上的限制（如8~5>∆i t ℃）使得效数不能随意增加，一般常见2~3效）。
多效蒸发实用工艺设计计算
目录第一章前言§1·1 概述`第二章蒸发工艺设计计算§2·1蒸浓液浓度计算§2·2溶液沸点和有效温度差的确定§2·2·1各效由于溶液的蒸汽压下降所引起的温度差损失 /§2·2·2各效由于溶液静压强所因引起的温度差损失§2·2·3由经验不计流体阻力产生压降所引起的温度差损失§2·3 加热蒸汽消耗量和各效蒸发水量的计算§2·4 蒸发器的传热面积和有效温度差在各效中的分布以及传热系数K的确定§2·5 温差的重新分配与试差计算§2·5·1重新分配各效的有效温度差，§2·5·2重复上述计算步骤§2·6计算结果列表第三章 NaOH溶液的多效蒸发优化程序部分§3·1 具体的拉格朗日乘子法求解过程§3·2 程序部变量说明§3·3 程序容：§3·4 程序优化计算结果§3·5 优化前后费用比较第四章蒸发器工艺尺寸计算§4·1 加热管的选择和管数的初步估计§4·1·1 加热管的选择和管数的初步估计§4·1·2 循环管的选择§4·1·3 加热室直径及加热管数目的确定§4·1·4 分离室直径与高度的确定§4·2 接管尺寸的确定§4·2·1 溶液进出§4·2·2 加热蒸气进口与二次蒸汽出口§4·2·3 冷凝水出口第五章、蒸发装置的辅助设备§5·1 气液分离器§5·2 蒸汽冷凝器§5·2·1 冷却水量§5·2·2 计算冷凝器的直径§5·2·3 淋水板的设计§5·3泵选型计算§5·4预热器的选型第六章主要设备强度计算及校核§6·1蒸发分离室厚度设计§6·2加热室厚度校核第七章小结与参考文献：符号说明希腊字母：c——比热容，KJ/(Kg.h)α――对流传热系数，Ｗ/m2.℃d——管径，mΔ――温度差损失，℃D——直径，mη――误差，D——加热蒸汽消耗量，Kg/hη――热损失系数，f——校正系数，η――阻力系数，F——进料量，Kg/hλ――导热系数，Ｗ/m2.℃g——重力加速度，9.81m/s2μ――粘度，Pa.sh——高度，mρ――密度，Kg/m3H——高度，mk——杜林线斜率K——总传热系数，W/m2.℃∑――加和L——液面高度，mφ――系数L——加热管长度，mL——淋水板间距，m 下标：n——效数1,2,3――效数的序号n——第n效0――进料的p——压强，Pa i――侧q——热通量，W/m2m――平均Q——传热速率，W o――外侧r——汽化潜热，KJ/Kg p――压强R——热阻，m2.℃/W s――污垢的S——传热面积，m2w――水的t——管心距，m w――壁面的T——蒸汽温度，℃u——流速，m/sU——蒸发强度，Kg/m2.h上标：V——体积流量，m3/h′：二次蒸汽的W——蒸发量，Kg/h′：因溶液蒸汽压而引起的W——质量流量，Kg/h 〞：因液柱静压强而引起的x——溶剂的百分质量,％：因流体阻力损失而引起的第一章前言§1·1概述1蒸发及蒸发流程蒸发是采用加热的方法，使含有不挥发性杂质（如盐类）的溶液沸腾，除去其中被汽化单位部分杂质，使溶液得以浓缩的单元操作过程。
多效蒸发器设计计算
多效蒸发器设计计算（一） 蒸发器的设计步骤多效蒸发的计算一般采用迭代计算法（1） 根据工艺要求及溶液的性质，确定蒸发的操作条件（如加热蒸汽压强及冷凝器压强）、蒸发器的形式（升膜蒸发器、降膜蒸发器、强制循环蒸发器、刮膜蒸发器）、流程和效数。
（2） 根据生产经验数据，初步估计各效蒸发量和各效完成液的组成。
（3） 根据经验，假设蒸汽通过各效的压强降相等，估算各效溶液沸点和有效总温差。
（4） 根据蒸发器的焓衡算，求各效的蒸发量和传热量。
（5） 根据传热速率方程计算各效的传热面积。
若求得的各效传热面积不相等，则应按下面介绍的方法重新分配有效温度差，重复步骤（3）至（5），直到所求得的各效传热面积相等（或满足预先给出的精度要求）为止。
（二） 蒸发器的计算方法下面以三效并流加料的蒸发装置为例介绍多效蒸发的计算方法。
1.估值各效蒸发量和完成液组成总蒸发量 （1-1） 在蒸发过程中，总蒸发量为各效蒸发量之和W = W 1 + W 2 + … + W n （1-2） 任何一效中料液的组成为（1-3） 一般情况下，各效蒸发量可按总政发来那个的平均值估算，即（1-4） 对于并流操作的多效蒸发，因有自蒸发现象，课按如下比例进行估计。
例如，三效W1：W2：W3=1：1.1：1.2 （1-5） 以上各式中 W — 总蒸发量，kg/h ；W 1，W 2 ，… ，W n — 各效的蒸发量，kg/h ；F — 原料液流量，kg/h ；x 0, x 1,…, x n — 原料液及各效完成液的组成，质量分数。
2.估值各效溶液沸点及有效总温度差欲求各效沸点温度，需假定压强，一般加热蒸汽压强和冷凝器中的压强（或末效压强）是给定的，其他各效压强可按各效间蒸汽压强降相等的假设来确定。
即（1-6）式中 — 各效加热蒸汽压强与二次蒸汽压强之差，Pa ；— 第一效加热蒸汽的压强，Pa ；— 末效冷凝器中的二次蒸汽的压强，Pa 。
多效蒸发中的有效传热总温度差可用下式计算：（1-7） 式中 — 有效总温度差，为各效有效温度差之和，℃；— 第一效加热蒸汽的温度，℃；— 冷凝器操作压强下二次蒸汽的饱和温度，℃；— 总的温度差损失，为各效温度差损失之和，℃。
多效蒸发器设计计算
多效蒸发器设计计算（一）蒸发器的设计步骤多效蒸发的计算一般采用迭代计算法（1）根据工艺要求及溶液的性质，确定蒸发的操作条件（如加热蒸汽压强及冷凝器压强）、蒸发器的形式（升膜蒸发器、降膜蒸发器、强制循环蒸发器、刮膜蒸发器）、流程和效数。
（2）根据生产经验数据，初步估计各效蒸发量和各效完成液的组成。
（3）根据经验，假设蒸汽通过各效的压强降相等，估算各效溶液沸点和有效总温差。
（4）根据蒸发器的焓衡算，求各效的蒸发量和传热量。
（5）根据传热速率方程计算各效的传热面积。
若求得的各效传热面积不相等，则应按下面介绍的方法重新分配有效温度差，重复步骤（3）至（5），直到所求得的各效传热面积相等（或满足预先给出的精度要求）为止。
（二）蒸发器的计算方法下面以三效并流加料的蒸发装置为例介绍多效蒸发的计算方法。
1. 估值各效蒸发量和完成液组成W F（1 ^0）总蒸发量x i （1-1 ）在蒸发过程中，总蒸发量为各效蒸发量之和W = W1 + W2 + …+ W n (1-2 )任何一效中料液的组成为般情况下，各效蒸发量可按总政发来那个的平均值估算，即W W in对于并流操作的多效蒸发，因有自蒸发现象，课按如下比例进行估计。
例如, 三 效 W1 :W2 : W3=1 : 1.1 : 1.2(1-5)以上各式中 W —总蒸发量，kg/h ;W 1，W 2 ,…，W n —各效的蒸发量，kg/h ;F —原料液流量，kg/h ;X 0, X 1,…,X n —原料液及各效完成液的组成，质量分数。
2. 估值各效溶液沸点及有效总温度差欲求各效沸点温度，需假定压强，一般加热蒸汽压强和冷凝器中的压强(或末效压强)是给定的，其他各效压强可按各效间蒸汽压强降相等的假设来确定。
即p p 1p knp式中 —各效加热蒸汽压强与二次蒸汽压强之差，Pa ；—第一效加热蒸汽的压强，Pa ；多效蒸发中的有效传热总温度差可用下式计算:Fx oX iF W i W 2 W i(1-3 )(1-4)(1-6 )p k—末效冷凝器中的二次蒸汽的压强, Pa 。
多效蒸发器设计计算
多效蒸发器设计计算多效蒸发器是一种高效的物料分离设备，广泛应用于化工、食品、制药等行业。
设计多效蒸发器需要考虑以下几个关键参数：蒸发温度、汽化温度、进料浓度、进料流量、产物浓度、产物流量、加热表面积以及热效率等。
首先，蒸发温度是多效蒸发器设计的重要参数之一。
蒸发温度决定了设备的能耗和产物的质量。
在设计过程中，需要根据物料的性质和工艺要求确定合适的蒸发温度。
其次，汽化温度也是多效蒸发器设计的关键参数。
汽化温度决定了蒸发器中的压力，进而影响设备的操作条件和运行稳定性。
因此，在设计阶段需要确定合适的汽化温度，并选择合适的加热源来提供热量。
进料浓度是多效蒸发器设计中的重要参数之一。
进料浓度直接影响着设备的能耗和产量。
在设计阶段，需要根据物料的性质和工艺要求确定合适的进料浓度，以达到经济高效的目标。
进料流量是多效蒸发器设计中的关键参数之一。
进料流量决定了设备的尺寸和产量的大小。
在设计阶段，需要根据工艺要求和设备的限制条件确定合适的进料流量。
产物浓度和产物流量是多效蒸发器设计中需要考虑的重要参数。
产物浓度和产物流量决定了设备的下游工艺和产品的质量。
在设计阶段，需要根据工艺要求和产品标准确定合适的产物浓度和产物流量。
加热表面积是多效蒸发器设计中的重要参数之一。
加热表面积决定了设备的传热效率。
在设计阶段需要根据进料流量、进料温度和蒸发温度等参数来确定合适的加热表面积，以提高设备的热效率。
热效率是多效蒸发器设计中的关键性能指标之一。
热效率是指蒸发器在单位时间内消耗的热量与传递给物料的热量之间的比例。
在设计阶段，需要通过合理的热平衡分析和传热计算来提高设备的热效率。
在多效蒸发器的设计计算中，需要综合考虑上述参数，并采用合适的数学模型和工程经验进行计算。
通过合理的设计计算，可以提高多效蒸发器的性能，达到经济高效的目标。
多效蒸发器设计计算
多效蒸发器设计计算（一） 蒸发器的设计步骤多效蒸发的计算一般采用迭代计算法根据工艺要求及溶液的性质，确定蒸发的操作条件（如加热蒸汽压强及冷凝器压强）、蒸发器的形式（升膜蒸发器、降膜蒸发器、强制循环蒸发器、刮膜蒸发器）、流程和效数。
根据生产经验数据，初步估计各效蒸发量和各效完成液的组成。
根据经验，假设蒸汽通过各效的压强降相等，估算各效溶液沸点和有效总温差。
根据蒸发器的焓衡算，求各效的蒸发量和传热量。
根据传热速率方程计算各效的传热面积。
若求得的各效传热面积不相等，则应按下面介绍的方法重新分配有效温度差，重复步骤（3）至（5），直到所求得的各效传热面积相等（或满足预先给出的精度要求）为止。
蒸发器的计算方法下面以三效并流加料的蒸发装置为例介绍多效蒸发的计算方法。
1.估值各效蒸发量和完成液组成总蒸发量 （1-1）在蒸发过程中，总蒸发量为各效蒸发量之和W = W 1 + W 2 + … + W n （1-2） 任何一效中料液的组成为（1-3）一般情况下，各效蒸发量可按总政发来那个的平均值估算，即（1-4）对于并流操作的多效蒸发，因有自蒸发现象，课按如下比例进行估计。
例如，三效W1：W2：W3=1：： （1-5）以上各式中 W — 总蒸发量，kg/h ；W 1，W 2 ，… ，W n — 各效的蒸发量，kg/h ；F — 原料液流量，kg/h ；x 0, x 1,…, x n — 原料液及各效完成液的组成，质量分数。
2.估值各效溶液沸点及有效总温度差欲求各效沸点温度，需假定压强，一般加热蒸汽压强和冷凝器中的压强（或末效压强）是给定的，其他各效压强可按各效间蒸汽压强降相等的假设来确定。
即（1-6）式中 — 各效加热蒸汽压强与二次蒸汽压强之差，Pa ；)110x x F W -=（n W W i =i i W W W F Fx x Λ---=210n p p p k '-=∆1p ∆— 第一效加热蒸汽的压强，Pa ；— 末效冷凝器中的二次蒸汽的压强，Pa 。
多效蒸发工艺设计计算
目录第一章前言§1·1 概述`第二章蒸发工艺设计计算§2·1蒸浓液浓度计算§2·2溶液沸点和有效温度差的拟定§2·2·1各效由于溶液的蒸汽压下降所引起的温度差损失 /§2·2·2各效由于溶液静压强所因引起的温度差损失§2·2·3由经验不计流体阻力产生压降所引起的温度差损失§2·3 加热蒸汽消耗量和各效蒸发水量的计算§2·4 蒸发器的传热面积和有效温度差在各效中的分布以及传热系数K的拟定§2·5 温差的重新分派与试差计算§2·5·1重新分派各效的有效温度差，§2·5·2反复上述计算环节§2·6计算结果列表第三章 NaOH溶液的多效蒸发优化程序部分§3·1 具体的拉格朗日乘子法求解过程§3·2 程序内部变量说明§3·3 程序内容：§3·4 程序优化计算结果§3·5 优化前后费用比较第四章蒸发器工艺尺寸计算§4·1 加热管的选择和管数的初步估计§4·1·1 加热管的选择和管数的初步估计§4·1·2 循环管的选择§4·1·3 加热室直径及加热管数目的拟定§4·1·4 分离室直径与高度的拟定§4·2 接管尺寸的拟定§4·2·1 溶液进出§4·2·2 加热蒸气进口与二次蒸汽出口§4·2·3 冷凝水出口第五章、蒸发装置的辅助设备§5·1 气液分离器§5·2 蒸汽冷凝器§5·2·1 冷却水量§5·2·2 计算冷凝器的直径§5·2·3 淋水板的设计§5·3泵选型计算§5·4预热器的选型第六章重要设备强度计算及校核§6·1蒸发分离室厚度设计§6·2加热室厚度校核第七章小结与参考文献：符号说明希腊字母：c——比热容，KJ/(Kg.h)α――对流传热系数，Ｗ/m2.℃d——管径，mΔ――温度差损失，℃D——直径，mη――误差，D——加热蒸汽消耗量，Kg/hη――热损失系数，f——校正系数，η――阻力系数，F——进料量，Kg/hλ――导热系数，Ｗ/m2.℃g——重力加速度，9.81m/s2μ――粘度，Pa.sh——高度，mρ――密度，Kg/m3H——高度，mk——杜林线斜率K——总传热系数，W/m2.℃∑――加和L——液面高度，mφ――系数L——加热管长度，mL——淋水板间距，m 下标：n——效数1,2,3――效数的序号n——第n效0――进料的p——压强，Pa i――内侧q——热通量，W/m2m――平均Q——传热速率，W o――外侧r——汽化潜热，KJ/Kg p――压强R——热阻，m2.℃/W s――污垢的S——传热面积，m2w――水的t——管心距，m w――壁面的T——蒸汽温度，℃u——流速，m/sU——蒸发强度，Kg/m2.h上标：V——体积流量，m3/h′：二次蒸汽的W——蒸发量，Kg/h′：因溶液蒸汽压而引起的W——质量流量，Kg/h 〞：因液柱静压强而引起的x——溶剂的百分质量,％：因流体阻力损失而引起的第一章前言§1·1概述1蒸发及蒸发流程蒸发是采用加热的方法，使具有不挥发性杂质（如盐类）的溶液沸腾，除去其中被汽化单位部分杂质，使溶液得以浓缩的单元操作过程。
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多效蒸发器设计计算
Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT
多效蒸发器设计计算（一）蒸发器的设计步骤
多效蒸发的计算一般采用迭代计算法
（1）根据工艺要求及溶液的性质，确定蒸发的操作条件（如加热蒸汽压强及冷凝器压强）、蒸发器的形式（升膜蒸发器、降膜蒸发器、强制循环蒸发器、刮
膜蒸发器）、流程和效数。
（2）根据生产经验数据，初步估计各效蒸发量和各效完成液的组成。
（3）根据经验，假设蒸汽通过各效的压强降相等，估算各效溶液沸点和有效总温差。
（4）根据蒸发器的焓衡算，求各效的蒸发量和传热量。
（5）根据传热速率方程计算各效的传热面积。
若求得的各效传热面积不相等，则应按下面介绍的方法重新分配有效温度差，重复步骤（3）至（5），直到所
求得的各效传热面积相等（或满足预先给出的精度要求）为止。
（二）蒸发器的计算方法
下面以三效并流加料的蒸发装置为例介绍多效蒸发的计算方法。
1.估值各效蒸发量和完成液组成
总蒸发量（1-1）
在蒸发过程中，总蒸发量为各效蒸发量之和
W = W1 + W2 + … + W n （1-2）
任何一效中料液的组成为
（1-3）
一般情况下，各效蒸发量可按总政发来那个的平均值估算，即
（1-4）
对于并流操作的多效蒸发，因有自蒸发现象，课按如下比例进行估计。
例如，三效W1：W2：W3=1：： （1-5）
以上各式中 W — 总蒸发量，kg/h ；
W 1，W 2 ，… ，W n — 各效的蒸发量，kg/h ；
F — 原料液流量，kg/h ；
x 0, x 1,…, x n — 原料液及各效完成液的组成，质量分数。
2.估值各效溶液沸点及有效总温度差 欲求各效沸点温度，需假定压强，一般加热蒸汽压强和冷凝器中的压强（或末效压强）是给定的，其他各效压强可按各效间蒸汽压强降相等的假设来确定。
即
（1-6）
式中 — 各效加热蒸汽压强与二次蒸汽压强之差，Pa ；
— 第一效加热蒸汽的压强，Pa ；
— 末效冷凝器中的二次蒸汽的压强，Pa 。
多效蒸发中的有效传热总温度差可用下式计算：
（1-7）
式中
— 有效总温度差，为各效有效温度差之和，℃； — 第一效加热蒸汽的温度，℃；
— 冷凝器操作压强下二次蒸汽的饱和温度，℃；
— 总的温度差损失，为各效温度差损失之和，℃。
（1-8） 式中 — 由于溶液的蒸汽压下降而引起的温度差损失，℃；
p ∆1p k p '∑∑∆-'-=∆)(1k T T t ∑∆t 1T k T '∑∆∑∑∑∑∆'''+∆''+∆'=∆∆'
— 由于蒸发器中溶液的静压强而引起的温度差损失，℃；
— 由于管路流体阻力产生压强降而引起的温度差损失，℃。
关于 、 和 的求法，分别介绍如下：
（1）由于溶液蒸汽压下降多引起的温度差损失 可用校正系数法和杜林规则求
得。
校正系数法： （1-9）
式中 — 常压下由于溶液蒸汽压下降引起的温度差损失，℃；
某些溶液在常压下的沸点 值可从手册差得；
— 校正系数，量纲为一。
一般取 （1-10）
式中 — 操作压强下水的沸点，亦即二次蒸汽的饱和温度，℃；
— 操作压强下二次蒸汽的汽化热，kJ/kg.
杜林规则：某种溶液的沸点和相同压强下标准液体（一般为水）的沸点呈线性关系。
在以水的沸点为横坐标，该溶液的沸点为纵坐标并以溶液的组成为参数的直角坐标图上，可得一组直线，称为杜林直线。
利用杜林线图，可根据溶液的组成及世纪压强下水的沸点查出相同压强下溶液的沸点，从而得出 值。
根据杜林规则也可计算液体在各种压强下沸点的近似值。
此法的依据是：某液体在两种不同压强下两沸点之差 与水同样压强下两沸点之差 ，其比值为一常数，即
求得k 值，其他任一压强下的沸点 就可由下式求得，即
（1-11）
所以不用杜林线图也可计算出溶液的 值。
∆''∆'''∆'∆''∆'''∆'∆'0∆'=∆'f 0∆'f A t 1T 'r '∆'
2
1A A t t -21B B t t -A t ')(11B B A A t t k t t '--='∆'
（2）由于蒸发器中溶液静压强引起的温度差损失 某些蒸汽器在操作室，器内溶液需维持一定的液位，因而蒸发器中溶液内部的压强大于液面的压强，致使溶液内部的沸点较液面处高，二者之差即为因溶液静压强引起的温度差损失 。
为简便起见，溶液内部的沸点可按液面和底层的平均压强来查取。
平均压强近似按静力学方程估算：
（1-12）
式中 — 蒸发器中液面和底部间的平均压强，Pa ；
— 二次蒸汽的压强，即液面处的压强，Pa ；
— 溶液的平均密度，kg/ m 3；
— 液层高度，m ；
— 重力加速度，m/ s 2。
（1-13）
式中 — 根据平局压强 求得水的沸点，℃；
— 根据二次蒸汽压强 求得水的沸点，℃。
由于管道流动阻力产生的压强降所引起的温度差损失 在多效蒸发中，末效以
前各效的二次蒸汽流到次一效的加热室的过程中，由于管道阻力使其压强降低，蒸汽的
饱和温度也相应降低，由此而引起的温度插损失即为 。
根据经验，取各效间因管道阻力引起的温度差损失为1℃.
根据已估算的各效二次蒸汽压强 及温度差损失 ，即可由下式估算各效溶液的沸点t 。
（1-14） 3.加热蒸汽消耗量和各效蒸发水量的初步计算
∆''∆'
'm p p 'ρL g p pm t t -=∆''pm t p t m p p '∆'''∆'''p '∆∆''+∆'+'=T t
第一效的焓衡算式为
（1-15）
由式（1-15）可求得第I 效的蒸发量 。
若在焓衡算式中计入溶液的浓缩热及蒸发器的热损失，尚需考虑热利用系数 。
一般溶液的蒸发，可取 为 （式中 为溶
液的组成变化，以质量分数表示）。
（1-16）
式中 — 第i 效的加热蒸汽量，kg/h,当无额外蒸汽抽出时， ；
— 第i 效加热蒸汽的汽化热，kJ/kg ；
— 第i 效二次蒸汽的汽化热，kJ/kg ；
— 原料液的比热容，kJ/（kg ·℃）；
— 水的比热容，kJ/（kg ·℃）；
、 —第i 效及第（i -1）效溶液的沸点，℃；
— 第i 效的热利用系数，量纲为一。
对于加热蒸汽（生蒸汽）的消耗量，可列出各效焓衡算式并与式（1-2）联解而求得。
4.蒸发器的传热面积和有效温度差在各效中的分配 任一效的传热速率方程为
（1-17）
式中 — 第i 效的传热速率，W ；
— 第i 效的传热系数，W ；
— 第i 效的传热面积，m 2；
— 第i 效的传热温度差，℃。
i i i i PW i PW PW PO i i i r W t t c W c W c W Fc r D Q '+-----=--))((1121 i W η
ηx ∆i D i r i r 'PO c PW c i t 1-i t i η∆''+∆'+'=T t i i i t S K Q ∆=i i Q i K i S i t ∆
有效温度分配的目的是为了求取蒸发的传热面积 ，现以三效为例，即
（1-18）
式中 （1-19）
（1-20）
在多效蒸发中，为了便于制造和安装，通常采用各效传热面积相等的蒸发器，即 若由式（1-18）求得的传热面积不相等，应依据各效面积的原则重新分配各效的有效温度差。
方法如下：
设以 表示各效面相等时的有效温度差，则
, , （1-21） 与（1-18）式相比可得
， ， （1-22） 将式（1-22）中三式相加，得 或 （1-23）
式中
— 各效的有效温度差之和，称为有效总温度差，℃。
由式（1-23）求得传热面积S 后，即可由式（1-22）重新分配各效的有效温度差。
重复上述步骤，直至求得的各效传热面积相等，该面积即为所求。
i S 111r D Q =2122t T t T t -'=-=∆t '∆3
32211321t t S S t S S t S S t t t ∆+∆+∆='∆+'∆+'∆=∆∑∑∆t。