外热式管外沸腾自然循环蒸发器(精)
蒸发器形式的选择
蒸发器形式的选择
一，蒸发器的分类：
1、循环型（非模式）蒸发器包括：中央循环管式（标准式）蒸发器、悬筐式蒸发器、外热式蒸发器、强制循环蒸发器。
2单程型（膜式）蒸发器包括：升膜式蒸发器、降膜式蒸发器、升降膜式蒸发器石家庄博特王工，180三儿齐齐零三六八。
二、蒸发器的出选型
要想选择一个合适的蒸发器，首先要要对蒸发器的每种行是进行了解，然后结合自己的产品要达到的效果来进行初选然后再结合设备的造价和运行成本的限制进行进一步选择。
比如说你是进行产品浓缩的，将牛奶，果汁，糖浆进行浓缩，就可以选则膜式蒸发器，因为这样选蒸发效率高，造价和运行成本也会下降一些，然而如果是蒸发结晶出盐的，就要选择非膜式蒸发器，原因呢很简单，这是工艺所决定的，如果选择膜式的，晶体就会很快析出，然后粘结在换热器内壁上面，导致管路堵塞，设备的故障，或不能使用，非膜式强制循环式就不会出现这种情况，强制循环式蒸发器，依靠泵的强制循环带动是液体的流动速度保持在一定范围内，保证结晶体不会出现在换热器的管壁上，还有就是换热器内的液体的形式是灌满蒸发器的，而不是薄薄的一层膜，这样就不会导致晶体迅速的析出，和存在换热器内壁断流，干管的现象发生，从而解决了换热器堵塞的情况。
选对换热器的形式是做一套蒸发系统最基本的要求，初此之外还有好多因素制约着蒸发器的好用程度，及使用寿命等。
[工学]食品工程原理06蒸发
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料液
2. 强制循环式蒸发器
5
二次蒸气
4
优点：适用于粘度大、易
1-加热室 2-循环泵
结晶、易结垢物料
加热 蒸气 3 1 完成液
3-循环管 4-蒸发室
5-除沫器
的蒸发循环速度大
小可调节，传热系 数较大。 缺点：动力消耗大。
2
（二）非循环型蒸发器（单程蒸发器）
1. 单程型蒸发器的特点 1
应用：
适于处理蒸发量大的稀溶液以及热敏性 或易生泡的溶液；不适于处理高粘度、 有结晶析出或易结垢的溶液。
3. 降膜式蒸发器
结构：
其加热室与升膜式蒸发器类似。
原理：
原料液由加热室顶部加入，经管端的液体 分布器均匀地流入加热管内，在溶液自身 重力作用下，溶液沿管内壁呈膜状下流， 并进行蒸发。
要求：
为了使溶液能在壁上均匀分布，且防止二 次蒸气由加热管顶端直接窜出，加热管顶 部必须设置加工良好的液体分布器。
（2）加热蒸气消耗量（热量衡算）
对蒸发器作热量衡算，当加热蒸汽在饱和温度下排出 时，有：
FhF SHS VHV Shs Php
式中：S —— 加热蒸汽消耗量，kg/s； hF，hP，hs — 加料液，完成液和冷凝水的热焓，kJ/kg HV，Hs—— 二次蒸汽和加热蒸汽的热焓，kJ/kg。
单效蒸发
二次蒸气不加利用而直接送到冷 凝器进行冷凝的蒸发操作。
将蒸发器产生的二次蒸气通到另外一
多效蒸发
个蒸发器作为加热蒸气，以便提高加 热蒸气（生蒸气）的利用率，这种串
联蒸发操作称为多效蒸发。
蒸发的目的
除去液态食品中的大量水分，减少包装、贮藏和运输费用。 提高制品浓度，获得浓缩的溶液直接作为产品或半成品。 使溶液达到适合于结晶操作的状态（饱和或过饱和浓度， 便于结晶操作。
化工总控工高级(蒸发基础知识)模拟试卷1(题后含答案及解析)
化工总控工高级（蒸发基础知识）模拟试卷1(题后含答案及解析) 题型有：1. 单项选择题 2. 判断题请判断下列各题正误。
3. 多项选择题单项选择题下列各题的备选答案中，只有一个是符合题意的。
1．热敏性物料宜采用( )蒸发器。
A．自然循环式B．强制循环式C．膜式D．都可以正确答案：C 涉及知识点：蒸发基础知识2．当溶液属于热敏感性物料的时候，可以采用的蒸发器是( )。
A．中央循环管式B．强制循环式C．外热式D．升膜式正确答案：D 涉及知识点：蒸发基础知识3．罐与罐之间进料不用泵，而是利用压差来输送且是用阀来控制流量的多效蒸发进料操作的是( )。
A．平行加料B．顺流加料C．逆流加料D．混合加料正确答案：B 涉及知识点：蒸发基础知识4．膜式蒸发器适用于( )的蒸发。
A．普通溶液B．热敏性溶液C．恒沸溶液D．不能确定正确答案：B 涉及知识点：蒸发基础知识5．随着溶液的浓缩，溶液中有微量结晶生成，且这种溶液又较易分解。
处理这种物料应选用的蒸发器为( )。
A．中央循环管式B．列文式C．升膜式D．强制循环式正确答案：C 涉及知识点：蒸发基础知识6．为了蒸发某种黏度随浓度和温度变化比较大的溶液，应采用( )。
A．并流加料流程B．逆流加料流程C．平流加料流程D．并流或平流正确答案：B 涉及知识点：蒸发基础知识7．夏季开启氨水、硝酸等挥发性液体瓶盖前，最适宜的处理方法是( )。
A．直接撬开B．敲打C．冷水冷D．微加热正确答案：C 涉及知识点：蒸发基础知识8．在蒸发操作中，若使溶液在( )下沸腾蒸发，可降低溶液沸点而增大蒸发器的有效温度差。
A．减B．常压C．加ND．变压正确答案：A 涉及知识点：蒸发基础知识9．氯碱生产中列文蒸发器加热室的管内、管外分别走( )。
A．蒸汽、碱液B．碱液、蒸汽C．蒸汽、蒸汽D．碱液、碱液正确答案：B 涉及知识点：蒸发基础知识10．蒸发器加热室的传热系数主要取决于( )。
A．内膜给热系数B．外膜给热系数C．壁面热导率D．溶液热导率正确答案：A 涉及知识点：蒸发基础知识11．拆换蒸发器视镜时，应使蒸发罐内的压力降为零，并穿戴好劳保用品，在( )拆换。
自然循环蒸发系统
影响循环推动力的因素
由公式：
p yd xj gh pxj ss gh pss p fl ,
可
知 运动压头越大，工质能克服的阻力越大，工质在循环回 路中的流速也越大，有利于水循环的安全。
1) : h , p yd ; 2) : ( xj ss ) , p yd ;
* p* pss xj
运动压头：自然循环回路中的循环推动力
称为运动压头，以pyd表示
p yd xj gh ss gh, 该压头将用于克服下降 管、 上升管及汽水分离装置 的阻力，即 p yd p xj pss p fl 有效压头：运动压头扣 pss、p fl , 即 除 pe p yd (pss p fl ) pe p xj
3．汽水分层
当锅炉的水冷壁管水平或接近水平布置，管中汽水混 合物流速不高时，因蒸汽比水轻，蒸汽便在管子上部流 动，水在管子下部流动，这种现象称为汽水分层。由于 蒸汽的导热性能差，管子上部容易过热烧坏。。 汽水分层易发生在水平或倾斜度小而且管中汽水混合 物流速过低的管子。这是由于汽、水的密度不同，汽倾 向在管子上部流动，水的密度大，在下部流动。若汽水 混合物流速过低，扰动混合作用小于分离作用，便产生 汽水分层。 因此，自然循环锅炉的水冷壁应避免水平和倾斜度小的 布置方式。 因此，汽水混合物的上升管或引出管不能水平布置，倾 斜度一般不应小于12°
p1 p0 xj gh pxj
工质在循环回路中流动时在A-A断面右侧的压力是：
p2 p0 ss gh pss p fl
工质在循环回路中稳定流动时在A-A断面左、右侧的 压力相等，即只有一个压力：P1=P2。经整理得：
化工原理上册课件第六章-蒸发课件
蒸发器的选型原则
①对物料的工艺特性有良好的适应性，如热敏 性、腐蚀性、结晶、结垢、黏性、发泡性等。 其中黏度在蒸发过程中的增加程度及结垢情况 应给予特别注意。 ②满足生产工艺对完成液质和量的要求。 ③结构简单，操作可靠，造价和操作费用低廉， 经济合理，维修方便。 常用蒸发器的主要性能和适用场合列于表6-3中
Dr W (H cW t1) Fc0 (t1 t0 ) QL
加热 蒸汽 供热
下使汽水化在成t1 二次蒸汽
将原料液 由至t沸0升点温t1
热损 失
42
二．热量衡算
近似取 H cW t1 r ' 水在t1℃的汽化热
则有
D Wr Fc0 (t1 t0 ) QL r
若原料液在沸点下加入蒸发器并忽略热损失，则
1．溶质存在引起的沸点升高Δ′
' tB T '
溶液的 沸点
与溶液压力 相等时水的
沸点
50
二．溶液沸点升高的计算
溶液沸点： 与操作压力、溶液种类及其组成有关。
获取
查手册——附录中 估算——杜林规则（Duhring’s rule）
51
二．溶液沸点升高的计算
杜林规则（Duhring’s rule）
二．热量衡算
加热蒸汽消耗量
D WH ' (F W )h1 Fh0 QL r
蒸发器的热负荷
加热蒸汽的 冷凝潜热
Q Dr WH ' (F W )h1 Fh0 QL
39
二．热量衡算
2. 可忽略溶液稀释热的情况 大多数溶液在溶质含量不太高时，其稀释热
不显著常可忽略。对于这类溶液，其焓值可由比 热容近似计算。以0℃的溶液为基准，则
34
几种蒸发器的结构及工作原理
几种蒸发器的结构及工作原理蒸发器主要由加热室及分离室组成。
按加热室的结构和操作时溶液的流动情况，可将工业中常用的间接加热蒸发器分为循环型(非膜式)和单程型(膜式)两大类。
一、循环型(非膜式)蒸发器这类蒸发器的特点是溶液在蒸发器内作连续的循环运动，以提高传热效果、缓和溶液结垢情况。
由于引起循环运动的原因不同，可分为自然循环和强制循环两种类型。
前者是由于溶液在加热室不同位置上的受热程度不同，产生了密度差而引起的循环运动；后者是依靠外加动力迫使溶液沿一个方向作循环流动。
(一)中央循环管式(或标准式)蒸发器中央循环管式蒸发器，加热室由垂直管束组成，管束中央有一根直径较粗的管子。
细管内单位体积溶液受热面大于粗管的，即前者受热好，溶液汽化得多，因此细管内汽液混合物的密度比粗管内的小，这种密度差促使溶液作沿粗管下降而沿细管上升的连续规则的自然循环运动。
粗管称为降液管或中央循环管，细管称为沸腾管或加热管。
为了促使溶液有良好的循环，中央循环管截面积一般为加热管总截面积的40％一100％。
管束高度为1—2m；加热管直径在25～75mm之间、长径之比为20～40。
中央循环管蒸发器是从水平加热室、蛇管加热室等蒸发器发展而来的，相对于这些老式蒸发器而言，中央循环管蒸发器具有溶液循环好、传热效率高等优点；同时由于结构紧凑、制造方便、操作可靠，故应用十分广泛，有“标准蒸发器”之称。
但实际上由于结构的限制，循环速度一般在0.4～0.5m／s以下；且由于溶液的不断循环，使加·热管内的溶液始终接近完成液的浓度，故有溶液粘度大、沸点高等缺点；此外，这种蒸发器的加热室不易清洗。
中央循环管式蒸发器适用于处理结垢不严重、腐蚀性较小的溶液。
(二)悬筐式蒸发器悬筐式蒸发器是中央循环管蒸发器的改进。
加热蒸汽由中央蒸汽管进入加热室，加热室悬挂在器内，可由顶部取出，便于清洗与更换。
包围管束的外壳外壁面与蒸发器外壳内壁面间留有环隙通道，其作用与中央循环管类似，操作时溶液形成沿环隙通道下降而沿加热管上升的不断循环运动。
蒸发器的结构和类型.
职业教育环境监测与治理技术专业教学资源库《化工单元操作》课程
项目九
蒸发及设备操作
任务一、蒸发流程的确定和主体设备的选择 ---蒸发器结构和类型
大庆职业学院
蒸发设备
根据蒸发器中溶液的流动情况，把蒸发器分为循环型与非循环型（单 程型）两类。
（一）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。
2 . 降膜蒸发器 原理：溶液预热后由加热室顶 部加入，经管端的液体分布器 均匀分配在各加热管内，在重 力作用下沿管内壁呈膜状向下 流动并进行蒸发，汽液混合物 从管下端流出，进入分离室， 汽、液分离后，完成液由分离 室底部排出。 适用：浓度高、粘度较大的溶
液。
不适用：易结晶、结垢的溶液。
这类蒸发器操作良好的关键是使溶液呈均匀的膜状沿各管内壁 向下流动，为此在每根加热管的顶部设置液体分布器。
4. 列文蒸发器 特点：在加热室上部设置沸腾室，加 热室的溶液由于受到上方沸腾室液柱 产生的压力作用，沸点升高使溶液不 在加热管中沸腾，上升到沸腾室时才
开始沸腾汽化。
优点：流动阻力小；循环速度高；传 热效果好；加热管内不易堵塞。
缺点：设备费高；厂房高，耗用金属
多。 适于处理有晶体析出或易结垢的溶液。
4.刮板薄膜蒸发器 原理：它的壳体外部装有加热蒸汽 夹套，壳体内装有旋转刮片。料液 由蒸发器上部沿切线方向加入后， 在重力和旋转刮片刮带下，溶液在 壳体内壁上形成旋转下降的液膜， 并在下降过程中不断被蒸发浓缩， 在底部得到完成液。 适用：易结晶、易结垢、高粘度的 溶液。 缺点：结构复杂，动力消耗大，传 热面积小，处理能力低。
化工原理试题库(总).
第5章蒸发一、选择题1.以下蒸发器属于自然循环型蒸发器的是（）蒸发器。
A、强制循环型B、升膜C、浸没燃烧D、外热式2.与加压、常压蒸发器相比，采用真空蒸发可使蒸发器的传热面积（），温度差（），总传热系数（）。
A、增大B、减小C、不变D、不确定3.蒸发操作能持续进行的必要条件是( )。
A、热能的不断供应，冷凝水的及时排除。
B、热能的不断供应，生成蒸气的不断排除。
C、把二次蒸气通入下一效作为热源蒸气。
D、采用多效操作，通常使用2-3效。
4.蒸发操作通常采用( )加热。
A、电加热法B、烟道气加热C、直接水蒸气加热D、间接饱和水蒸气加热5.以下哪一条不是减压蒸发的优点( )。
A、可以利用低压蒸气或废汽作为加热剂B、可用以浓缩不耐高温的溶液C、可减少蒸发器的热损失D、可以自动地使溶液流到下一效，不需泵输送6.多效蒸发流程通常有三种方式，以下哪一种是错误的( )。
A、顺流B、逆流C、错流D、平流7.中央循环管式蒸发器中液体的流动称为( )。
A、自然循环B、强制循环C、自然沸腾D、强制沸腾8.蒸发操作中，二次蒸气的冷凝通常采用( )。
A、间壁式冷凝B、混合式冷凝C、蓄热式冷凝D、自然冷凝9.单效蒸发器计算中D／W 称为单位蒸汽消耗量，如原料液的沸点为393K，下列哪种情况D/W最大? ( )。
A、原料液在293K时加入蒸发器B、原料液在390K时加入蒸发器C、原料液在393K时加入蒸发器D、原料液在395K时加入蒸发器10.蒸发过程温度差损失之一是由于溶质存在，使溶液（）所致。
A、沸点升高B、沸点降低C、蒸汽压升高11.属于单程型的蒸发器是（）。
A、中央循环管式蒸发器B、外热式蒸发器C、降膜蒸发器D、悬筐式蒸发器二、填空题1.蒸发操作所用的设备称为________。
2.蒸发操作中，加热溶液用的蒸汽称为________，蒸发出的蒸汽称为________。
3.按二次蒸汽是否被利用，蒸发分为________和________；按操作压强大小，蒸发分为________、________和________；按蒸发方式不同，蒸发分为________和________。
化工单元操作：蒸发工艺计算
工艺计算
二、加热蒸汽消耗量
D WH '(F W )h1 Fh0 QL H hc
讨论１.加热蒸汽的冷凝水在饱和温度下排出
则H-hc为冷凝潜热
r(kJ/kg)
D WH '(F W )h1 Fh0 QL r
工艺计算
三、蒸发器传热面积计算
由传热速率方程可知，传热面积为：
A Q K tm
（一）蒸发器的热负荷Q 蒸发器的热负荷Q可以根据加热室的热量衡算求得。如果忽略加热室的 热损失，则Q即为加热蒸汽冷凝放出的热量：
Q Dr
工艺计算
三、蒸发器传热面积计算
（二）传热系数K
1.传热系数原则上可按下式计算:
1
蒸发技术 ---蒸发工艺计算
工艺计算
一、水分蒸发量计算
以蒸发器为系统进行溶质的质量衡算（以kg/h为基准) ：
Fx0=(F-Wx1
完成液浓度：
x1
Fx0 F W
工艺计算
二、加热蒸汽消耗量
以蒸发器为衡算范围，以kJ/h为单位 对进出蒸发器的热量进行衡算（以 0℃液态为温度与物态基准）：
3. 现场测定 对已有的蒸发设备可用实验方法确定其K值，测定方法和换热器传热系数的测定方法相同。
工艺计算
三、蒸发器传热面积计算
（三）平均温度差Δtm
蒸发属两相均有相变的恒温传热过程，故传热的平均温度差（亦称有效温度差）为：
tm T t1
当加热蒸汽选定时，蒸发计算需知道溶液的沸点t1，即可计算传热温度差。
r'
注：T'—操作压力下二次蒸汽的温度，K； r′—操作压力下二次蒸汽的汽化潜热，kJ/kg。
化工原理第5章 蒸发
三、几个基本概念：
1.生蒸汽：即新鲜加热蒸汽。 生蒸汽： 生蒸汽 2.二次蒸汽：蒸出的蒸汽。 二次蒸汽： 二次蒸汽 3.单效蒸发：将二次蒸汽直接冷凝，而不利用其冷凝热的操 单效蒸发： 单效蒸发 作。 4.多效蒸发：将二次蒸汽引到下一蒸发器作为加热蒸汽，作 多效蒸发： 多效蒸发 为加热蒸汽以利用其冷凝热，这种串联蒸发操作称为多效 蒸发。 。 5.生产能力：单位时间内蒸发的水分量，即蒸发量。 生产能力： 生产能力 6.生产强度：单位传热面积的蒸发量，即单位时间、单位传 生产强度： 生产强度 热面积蒸发的水份量 [ kg ]
最常用的为杜林法则 杜林法则，即一定浓度的某种溶液的沸点为相 杜林法则 同压强下标准液体的沸点的线性函数。由于不同压强下水的 沸点可水蒸汽表查得，故一般取纯水为标准液体。根据杜林 法则，以溶液的沸点tA 纵坐标，以同压强下水的沸点tW为横 坐标，只要已知某溶液在两个压强下的沸点值，并查出这两 个压强下纯水的沸点，即可作图得一直线，其直线方程为：
DH + Fh0 = ( F − W )h + WH '+ Dhw + Q损
（1） （2）
Q = D( H − hw) = F (h − h0 ) + W ( H '−h) + Q损
D：加热蒸气的消耗量，kg/s H：加热蒸气的焓，J/kg h0 ：料液的质量焓，J/kg hw：冷凝水的质量焓，J/kg h ：完成液的质量焓，J/kg H’ ：二次蒸气的质量焓，J/kg Q损 ：蒸发器的热损失，W Q ：蒸发器的热流量，W
（四）按操作方式 1．间歇蒸发：它又可分为一次进料、一次出料和连续进 料、一次出料两种方式。排出的蒸浓液通常称为完成液。在整 个操作过程中，蒸发器内的溶液浓度和沸点均随时间而变化， 因此传热的温度差、传热系数等各参数均随时间而变，达到一 定溶液浓度后将完成液排出。 2．连续蒸发：连续进料、完成液连续排出。一般大规模 生产中多采用连续蒸发。
化工原理复习题
化⼯原理复习题名词解释1.单元操作：在各种化⼯⽣产过程中，除化学反应外的其余物理操作。
如流体的流动与输送，沉降，过滤，传热，蒸发，结晶等。
2.真空度：当被测流体的绝对压强⼩于外界⼤⽓压强时，真空表的数值。
它表⽰所测压⼒的实际值⽐⼤⽓压⼒低多少，即真空度＝⼤⽓压强－绝对压强 = －表压强3.⽜顿流体：符合⽜顿黏性定律的液体称之为⽜顿流体。
所有⽓体和⼤多数低相对分⼦质量液体均属于⽜顿流体，如⽔、空⽓等4.层流流动：是流体两种基本流动形态之⼀，当管内流动的Re<2000时，流体质点在管内呈平⾏直线流动，⽆不规则运动和相互碰撞及混杂。
5.理想流体：粘度为零的流体。
实际⾃然中并不存在，引⼊理想流体的概念，对研究实际流体起重要作⽤。
6.泵的特性曲线：泵在⼀定的转速下，压头、功率、效率与流量之间的关系曲线。
7.流体边界层：当流体流经固体壁⾯时，由于流体具有黏度，在垂直于流体流动的⽅向上流速逐渐减弱，受壁⾯影响⽽存在速度梯度的流体层。
8.泵的⼯作点：泵的特性曲线和管路特性曲线的交点。
9.泵的安装⾼度：泵的吸⼊⼝轴线与贮液槽液⾯间的垂直距离（Zs, m ）。
泵的安装⾼度直接影响到泵的吸液性能。
)(22m H g u g p p z fs s s a s -=-=ρ g u s 22，Hfs 变化不⼤，P a ⼀定，P s 越⼩，安装⾼度越⼤。
10.泵的压头：也称泵的扬程，是泵给予单位重量(1N)液体的有效能量，其单位为m 。
f Hg u g p z H +?+?+?=22ρ, （m ）11.边界层分离：当流体沿曲⾯流动或流动中遇障碍物时，不论是层流或湍流，会发⽣边界层脱离壁⾯的现象。
dydu =τ12.完全湍流区：λ-Re 曲线趋于⽔平线，及摩擦系数λ只与ε/d 有关，⽽与Re 准数⽆关的⼀个区域，与h f 成正⽐，所以⼜称阻⼒平⽅区。
13.风压HT ：单位体积（1m 3 ）的⽓体流过通风机所获得的机械能，其单位为P a ( J/m 3或N/ m 2)，习惯上还⽤mmH 2O 表⽰。
化工原理-蒸发
循环型蒸发器
列文式蒸发器
加热室上增设沸腾室， 溶液的沸腾传热有加热 室转移到沸腾室.
过 程 原
优点：避免加热管表面 结晶和结垢，适于粘度
理 大的溶液，传热系数大
与 装
缺点：液柱静压头引起
备 的温差损失大。
31
单程型蒸发器
升
膜
式
蒸
过 程 原
发 器
理
与
装
备
降 膜 式 蒸 发 器
33
单程型蒸发器
E1 E2
W1
W2
则 W1=D W2=W1-E1=D-E1
D t1
t2
过 程
W3=W2-E2=D-E1-E2
原 水蒸发总量：W= W1 + W2 + W3=3D-2E1-E2
理 与
D W 2 E1 1 E2
装
33 3
备 推广至n效： D W n 1 E1 n 2 E2 1 En 1
5
单效蒸发 物料衡算
水分蒸发量W
总物料衡算： F = L ＋W
过 溶质不变： F x0 Lx F W x
程
原 理
水分蒸发量：
W
F
1
x0 x
与
装 备
完成液浓度：
x F x0 F W
F x0 t0 h0 c0
D, Ts , Hs
W, T, H
蒸发室
加 热 L , x, 室 t , c, h
D, Ts, hs
装
备
35
单程型蒸发器 刮板式冷凝器
过 程 原 理 与 装 备
36
浸没燃烧式蒸发器
过 程 原 理 与 装 备
37
除沫器、冷凝器和真空装置 除沫器
蒸发的基本原理
蒸发的基本原理蒸发的基本原理前言使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，所采用的设备称为蒸发器。
蒸发操作广泛应用于化工、石油化工、制药、制糖、造纸、深冷、海水淡化及原子能等工业中。
蒸发操作中的热源厂采用新鲜的饱和水蒸汽，又称生蒸汽。
从溶液中蒸出的蒸汽称为二次蒸汽，以区别于生蒸汽。
在操作中一般用冷凝方法将二次蒸汽直接冷凝，而不利用其冷凝热的操作称为单效蒸发。
若将二次蒸汽引到下一效蒸发器作为加热蒸汽，以利用其冷凝热，这种串联蒸发操作称为多效蒸发。
蒸发操作可以在加压、常压或减压下进行，工业上的蒸发操作经常在减压下进行，这种操作称为真空蒸发。
真空蒸发的特点在于：1. 减压下溶液的沸点下降，有利于处理热敏性物料，且可利用低压强的蒸汽或废蒸汽作为热源。
2. 溶液的沸点随所处的压强减小而降低，故对相同压强的加热蒸汽而言，当溶液处于减压时可以提高传热总温度差;但与此同时，溶液的粘度加大，使总传热系数下降。
3. 真空蒸发系统要求有造成减压的装置，使系统的投资费用和操作费用提高。
一般情况下，经浓缩后的液体为产品，二次蒸汽冷凝液则被排除；蒸发过程的实质是传热壁面一侧的蒸汽冷凝与另一侧的溶液沸腾间的传热过程，溶剂的汽化速率由传热速率控制，故蒸发属于热量传递过程，但又有别于一般传热过程，因为蒸发过程具有以下特点：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，故属于避免两侧流体均有相变的恒温传热过程。
2）溶液性质有些溶液在蒸发过程中有晶体析出、易结垢和生泡沫、高温下易分解和聚合；溶液的粘度在蒸发过程中逐渐增大，腐蚀性逐渐增强。
3）溶液沸点的改变含有不挥发溶质的溶液，其蒸汽压较同温度下溶剂（即纯水）的为低，换言之，在相同压强下，溶液的沸点高于纯水的沸点，故当加热蒸汽一定时，蒸发溶液的传热温度差要小于蒸发水的温度差。
溶液浓度越高这种现象越显著。
4）泡沫夹带二次蒸汽中常夹带大量液沫，冷凝前必须设法除去，否则不但损失物料，而且要污染冷凝设备。
一文了解蒸发器的分类及工作原理
一文了解蒸发器的分类及工作原理蒸发器是制冷四大件中很重要的一个部件，低温的冷凝液体通过蒸发器，与外界的空气进行热交换，气化吸热，达到制冷的效果。
蒸发器主要由加热室和蒸发室两部分组成。
加热室向液体提供蒸发所需要的热量，促使液体沸腾汽化；蒸发室使气液两相完全分离。
蒸发器主要由加热室和分离室组成。
根据加热室的结构和运行中的溶液流动，工业中常用的间接加热蒸发器可分为循环型（非膜型）和单向型（膜型）两种。
循环型（非膜）蒸发器这种蒸发器的特征在于蒸发器中溶液的连续循环，以改善传热效果并且易于溶液的结垢。
有两种类型的循环，自然循环和强制循环。
前者是由于加热室中不同位置的溶液加热程度不同，导致密度差引起的循环运动; 后者基于外力迫使溶液沿一个方向循环流动。
1、中央循环管（或标准式）蒸发器中央循环管蒸发器，加热室由垂直管束组成，中心管束有较大直径的管子。
细管中每单位体积溶液的加热表面大于粗管中的加热表面，即前者被更好地加热并且溶液蒸发得更多。
因此，细管中的汽液混合物的密度小于厚管中的浓度。
这种密度差导致溶液以连续和规则的方式自然循环，其沿着粗管减小并沿着细管上升。
粗管称为降液管或中央循环管，细管称为沸腾管或加热管。
为了促进溶液的良好循环，中央循环管的横截面积通常为加热管总横截面积的40％至100％。
管束高度为1-2m，加热管直径为25~75mm，长径比为20~40。
2、悬筐式蒸发器为了克服循环式蒸发器中蒸发液易结晶、易结垢且不易清洗等缺点，对标准式蒸发器结构进行了更合理的改进，这就是悬筐式蒸发器。
加热室4象个篮筐，悬挂在蒸发器壳体的下部，并且以加热室外壁与蒸发器内壁之间的环形孔道代替中央循环管。
溶液沿加热管中央上升，而后循着悬筐式加热室外壁与蒸发器内壁间的环隙向下流动而构成循环。
由于环隙面积约为加热管总截面积的100至150%，故溶液循环速度比标准式蒸发器为大，可达1.5m/s。
此外，这种蒸发器的加热室可由顶部取出进行检修或更换，而且热损失也较小。
第五章蒸发(概述、1节)
二、单效蒸发流程
二次蒸汽
不凝性气体
冷却水
冷凝器
原料液 加热蒸汽
（生蒸汽）
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除沫器 蒸发室
加热室
冷凝水
完成液 单效蒸发器
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水
2019/5/10
概述：蒸发的基本原理 (4)
1、加热剂——饱和蒸汽，也称为新鲜蒸汽，或生蒸汽，一般来自锅炉，
用于加热稀溶液使之沸腾，其冷凝水在在饱和状态下排出；
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2019/5/10
第一节 蒸发设备(10)
二、强制循环型蒸发器：
强制型与自然 循环的最大区别是 增加了循环泵，加 强了溶液在蒸发器 内的流速,其速度 可达2～3.0m/s， α较大，速度增大 则阻力损失增大， 耗能增大。
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2、真空蒸发：为什么多数采用真空蒸发？
（1）可以降低溶液的沸点： 提高蒸发的传热推动力——Δtm=T-t
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2019/5/10
概述：蒸发的基本原理 (12)
（2）明确以下概念：对于t(沸点)—p(操作压强)的关系:
①浓度x一定，p↑,t↑;p↓,t↓; ②操作压强p一定，浓度x↑，t ↑(溶质的沸点升高) ③同一压强p,同一浓度x，沸点t的高低决定于物料种类。 ④ 若保持 p↓,t↓,Δtm不变，可以降低加热蒸汽的饱和温度Ts， 进一步可以减少热损失。
溶液物料走管程 以管式为例
沸腾
蒸发是 有相变
加热蒸汽走壳程
被冷凝
蒸发过程的推动力：Δtm=T-t
的传热 过程；
加热蒸汽的饱和蒸汽压 Ps↔饱和温度T
食品工程原理第五章
例 用连续真空蒸发器将桃浆由固形物 质量分数为11%浓缩至40%，蒸发器真 空度为93kPa，液层高为2m，采用 100℃饱和水蒸气加热。40%桃浆的密度 为1180kg/m3。计算由于料液沸点升高和 液层静压效应引起的换热温差损失及蒸 发器的有效换热温差。
解 : 绝对压力101 93 8kPa 对应的沸点T 为41.3C , 汽化热r 2.40MJ / kg T (273.2 41.3) (1) 16.2 a 16.2 1.0 6 r 2.40 10 0.67 K
58.7 19.0 39.7K
二、单效蒸发的计算
W,T’,H’
蒸发室
F,x0,t0,h0 D,T,H
加热室
Q
L
(F-W), x1 t1 ,h1 D,T,hw
单效蒸发的计算项目： （1）蒸发量； （2）加热蒸气消耗量； （3）蒸发器的传热面积 通常生产任务中已知： （1）原料液流量、组成与温度； （2）完成液组成； （3）加热蒸气压强或温度； （4）冷凝器的压强或温度。
单位蒸气消耗量
效数 理论最小值 单效 1 双效 1/2 三效 1/3 四效 1/4 五效 1/5
实际最小值
1.1
0.57
0.4
0.3
0.27
蒸发量与传热量成正比，多效蒸发并没有提 高蒸发量，而只是节约了加热蒸汽，其代价则 是设备投资增加。在相同的操作条件下，多效 蒸发器的生产能力并不比传热面积与其中一个 效相等的单效蒸发器的生产能力大。 错误观点：多效蒸发器的生产能力是单效蒸 发器的若干倍。
'
p 300kPa时 T 133.3C r 2168kJ / kg
r 0.57 2355 0.67 3.9 60.1 43.3 2168 0.64kg / s W 0.57 0.89 3 e D 0.64 3 Dr 0.64 2168 10 4 S K T t1 943 133.3 60.1 20.1m
食品工程原理第六章-传热单元操作精选全文完整版
1—加热室 2—中央循环管 3—二次 蒸汽室 4—除沫器 5—冷凝器
（二）压力蒸发、常压蒸发和真空蒸发 通常根据二次蒸汽的压强将蒸发分为压力蒸发、常压蒸发 和真空蒸发。 真空蒸发的特点如下： （1）在加热蒸汽温度不变的情况下，真空蒸发使物料的 沸点下降，从而加大了传热的温差； （2）由于物料的沸点降低，可以利用低温低压的蒸汽作 为热源，有利于节能； （3）低温防止了热敏性物料的变性和分解，但增大了溶 液的粘度，使传热系数降低。
0.0162 (273 76)2
f
0.85
2319
D’=fD’0=0.85×3.3=2.8℃
p=133.3e[18.3036-3816.44/(227.03+76)]=40211 Pa
pm
p
Hg
2
40211
11260 9.81 2
40211 6180
46391
Pa
Δ"
3816.44
227.03 T'
第六章 传热单元操作
第一节 蒸发
一、概述
蒸发的定义：藉加热作用使部分溶剂汽化，从而与不挥 发性溶质分离的操作。
蒸发进行的条件： （1）溶剂可挥发，溶质不可挥发； （2）供给汽化用的热量； （3）除去二次蒸汽（防止闷罐）。
作为一种传热过程，蒸发具有以下特点：
（1）一侧沸腾，另一侧冷凝，T，t 均为常数；
（三）单效蒸发和多效蒸发
（四）多效蒸发的加料流程 （1）并流加料
1
2
3
T1>t1>T’1>t2>T’2>t3>T’3
优点：各效压强递降，物料自动过效；存在自蒸发，节约加 热蒸汽；操作方便。 缺点：末效浓度高，温度低，粘度高，加热蒸汽温度低，故 传热差。
全面讲解蒸发器的的结构、性能特点及选型技巧（图文并茂）
全⾯讲解蒸发器的的结构、性能特点及选型技巧（图⽂并茂） 蒸发的概念 将含有不挥发溶质的溶液加热沸腾，使其中的挥发性溶剂部分汽化从⽽将溶液浓缩的过程称为蒸发。
蒸发操作⼴泛应⽤于化⼯、轻⼯、制药、⾷品等许多⼯业中。
1．蒸发操作的⽬的 ⼯业蒸发操作的主要⽬的是： （1）稀溶液的增浓直接制取液体产品，或者将浓缩的溶液再经进⼀步处理（如冷却结晶）制取固体产品，例如稀烧碱溶液（电解液）的浓缩、蔗糖⽔溶液的浓缩以及各种果汁、⽜奶的浓缩等等； （2）纯净溶剂的制取，此时蒸出的溶剂是产品，例如海⽔蒸发脱盐制取淡⽔。
（3）同时制备浓溶液和回收溶剂，例如中药⽣产中酒精浸出液的蒸发。
⼯业上被蒸发的溶液多为⽔溶液，故本章的讨论仅限于⽔溶液的蒸发。
原则上，⽔溶液蒸发的基本原理和设备对其它液体的蒸发也是适⽤的。
2．蒸发流程 按照分⼦运动学说，当液体受热时，靠近加热⾯的分⼦不断地获得动能。
当⼀些分⼦的动能⼤于液体分⼦之间的引⼒时，这些分⼦便会从液体表⾯逸出⽽成为⾃由分⼦，此即分⼦的汽化。
因此溶液的蒸发需要不断地向溶液提供热能，以维持分⼦的连续汽化；另⼀⽅⾯，液⾯上⽅的蒸汽必须及时移除，否则蒸汽与溶液将逐渐趋于平衡，汽化将不能连续进⾏。
液体蒸发过程 液体蒸发的简化流程如图⽚所⽰，其主体设备—蒸发器由加热室和分离室两部分组成，其中加热室为⼀垂直排列的加热管束，在管外⽤加热介质（通常为饱和⽔蒸汽）加热管内的溶液，使之沸腾汽化。
浓缩了的溶液（称为完成液）由蒸发器的底部排出。
⽽溶液汽化产⽣的蒸汽经上部的分离室与溶液分离后由顶部引⾄冷凝器。
为便于区别，将蒸出的蒸汽称为⼆次蒸汽，⽽将加热蒸汽称为⽣蒸汽或新鲜蒸汽。
对于沸点较⾼的溶液的蒸发，可采⽤⾼温载热体如导热油、融盐等作为加热介质，也可以采⽤烟道⽓直接加热。
3．蒸发过程的分类 （1）常压蒸发、加压蒸发和减压蒸发 按蒸发操作压⼒的不同，可将蒸发过程分为常压、加压和减压（真空）蒸发。
化工总控工中级(蒸发基础知识)模拟试卷2(题后含答案及解析)
化工总控工中级（蒸发基础知识）模拟试卷2(题后含答案及解析) 题型有：1. 单项选择题 2. 判断题请判断下列各题正误。
单项选择题下列各题的备选答案中，只有一个是符合题意的。
1．采用多效蒸发的目的是( )。
A．增加溶液的蒸发量B．提高设备的利用率C．为了节省加热蒸汽消耗量D．使工艺流程更简单正确答案：C 涉及知识点：蒸发基础知识2．单效蒸发器计算中D/W称为单位蒸汽消耗量，如原料液的沸点为393K，下列哪种情况D/W最大?( )A．原料液在293K时加入蒸发器B．原料液在390K时加入蒸发器C．原料液在393K时加入蒸发器D．原料液在395K时加入蒸发器正确答案：A 涉及知识点：蒸发基础知识3．二次蒸汽为( )。
A．加热蒸汽B．第二效所用的加热蒸汽C．第二效溶液中蒸发的蒸汽D．无论哪一效溶液中蒸发出来的蒸汽正确答案：D 涉及知识点：蒸发基础知识4．氯碱生产蒸发过程中，随着碱液NaOH浓度增加，所得到的碱液的结晶盐粒径( )。
A．变大B．变小C．不变D．无法判断正确答案：B 涉及知识点：蒸发基础知识5．减压蒸发不具有的优点是( )。
A．减少传热面积B．可蒸发不耐高温的溶液C．提高热能利用率D．减少基建费和操作费正确答案：D 涉及知识点：蒸发基础知识6．就蒸发同样任务而言，单效蒸发生产能力W单与多效蒸发生产能力W 多( )。
A．W单＞W多B．W单＜W多C．W单=W多D．不确定正确答案：C 涉及知识点：蒸发基础知识7．逆流加料多效蒸发过程适用于( )。
A．黏度较小溶液的蒸发B．有结晶析出的蒸发C．黏度随温度和浓度变化较大的溶液的蒸发D．都可以正确答案：C 涉及知识点：蒸发基础知识8．下列不是蒸发设备所包含的构件是( )。
A．加热室B．分离室C．气体分布器D．除沫器正确答案：C 涉及知识点：蒸发基础知识9．下列蒸发器不属于循环型蒸发器的是( )。
A．升膜式B．列文式C．外热式D．标准型正确答案：A 涉及知识点：蒸发基础知识10．用一单效蒸发器将2000kg/h的11％NaCl水溶液浓缩至25％(均为质量分数)，则所需蒸发的水分量为( )。
凝胶层析法的基本原理.
1.凝胶层析法的基本原理？答：层析须在两相系统间进行。
一相是固定相，需支持物，是固体或液体。
另一相为流动相，是液体或气体。
当流动相流经固定相时，被分离物质在两相间的分配，由平衡状态到失去平衡到又恢复平衡，即不断经历吸附和解吸的过程。
4. 凝胶层析法常用凝胶的种类和特点？聚丙烯酰胺凝胶是一种人工合成凝胶，是以丙烯酰胺为单位，由甲叉双丙烯酰胺交联成的，凝胶色谱法经干燥粉碎或加工成形制成粒状，控制交联剂的用量可制成各种型号的凝胶。
交联剂越多，孔隙越小。
聚丙烯酰胺凝胶的商品为生物胶－P （Bio-Gel P），由日本tosoh的TSKGEL的pw系列，适合蛋白和多糖的纯化。
交联葡聚糖凝胶⑴Sephadex G交联葡聚糖的商品名为Sephadex，不同规格型号的葡聚糖用英文字母G表示，G后面的阿拉伯数为凝胶得水值的10倍。
例如，G-25为每克凝胶膨胀时吸水2.5克，同样G-200克每克干胶吸水20克。
交联葡聚糖凝胶的种类有G-10，G-15，G-25，G-50，G-75，G-100，G-150，和G-200。
因此，“G”反映，凝胶的交联程度，膨胀程度及分部范围。
⑵Sephadex LH-20，是─Sephadex G-25的羧丙基衍生物，能溶于水及亲脂溶剂，用于分离不溶于水的物质。
琼脂糖凝胶商品名很多，常见的有，Sepharose（瑞典，pharmacia ），凝胶色谱法Bio-Gel-A（美国Bio-Rad）等。
琼脂糖凝胶是依靠糖链之间的次级链如氢键来维持网状结构，网状结构的疏密依靠琼脂糖的浓度。
一般情况下，它的结构是稳定的，可以在许多条件下使用（如水，pH4-9范围内的盐溶液）。
琼脂糖凝胶在40℃以上开始融化，也不能高压消毒，可用化学灭菌活处理。
聚苯乙烯凝胶商品为Styrogel ，具有大网孔结构，可用于分离分子量1600到40，000，000的生物大分子，适用于有机多聚物，分子量测定和脂溶性天然物的分级，凝胶机械强度好，洗脱剂可用甲基亚砜。
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●附：普通外热式蔫发器与改型外热式蔫发器的对比名称
普通外热式蒸发器外热式自然循环蒸发器无拂腾管，蒸发介质在加热管内沸腾．改型外热式蒸发器外热式管外沸腾自然循环蒸发器有拂腾臂，蒸发介质在加热管上部的讳■ 管中沸腾．主不要循环管撮小，当于加热臂横截面积的２～３．循环管大，当于加热臂横靛面积的１１５．相５０相～．倍同设备总高度低．价低廉．造点设备总高度较高，价较普通外热式蒸发嚣高．造可适用于粘度大、易结疤溶镀的蒸发．不适用于粘度大，易结疤溶液的蒸发。
（９６．１８）参考文献［］张受｛６蓑主编，化工手册＇Ｐ２０：‘ ，。
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与认识１７）（９６．［］ＥＡ．特可娃［］编，叙田等译，淀粉与５．施苏等吴Ｅ糖浆生产手册）中国农村技木发展吝询公司，欢迎订阅《工设计》化“Ｅ设计》由国家科委（Ｏ国科发情字５４号文批准的全国性化工设计行业的科技类工是９）３刊物，化工部委托由化工部第八设计院主办。
刊有部基建司，国化学工程总公司，属各受本中部设计院，关石化、有医药的设计院以及部分省设计院的代表组成的阵容强大的编委会，化工部潘连生副部长担任名誉主任委员本刊宗旨是宣传和贯彻国家有关基本建设及设计工作的方针、策，结和传播化工设计政总技术和管理的经验与
成就，交流信息，达到加强行业管理、提高全行业设计、技术及管理水平之目的。
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