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    蒸發器選型計算公式

    來源:蒸發器選型日期:2019/01/23 11:42 瀏覽:
           隨著工業蒸發技術的不斷發展,蒸發操作被廣泛應用于化工、醫藥168彩票平台网址、海水淡化等領域168彩票平台网址,蒸發設備的結構與工藝亦不斷地改進與創新,種類繁多,結構各異168彩票平台网址。一旦涉及到蒸發器選型168彩票平台网址,就成了一個令客戶糾結的難題。
           今天小編跟大家聊聊蒸發器選型的計算公式,讓大家更進一步了解一下蒸發器選型需要注意哪些點,本文以單效蒸發器選型計算為例:
           單效蒸發選型設計計算內容有:
           在蒸發器進行設計選型時我們一般需要了解客戶的水質情況,以便于確定水的蒸發量、加熱蒸汽消耗量、蒸發器所需傳熱面積等。
           ①確定水的蒸發量168彩票平台网址;
           ②加熱蒸汽消耗量;
           ③蒸發器所需傳熱面積。
           在給定生產任務和操作條件,如進料量、溫度和濃度168彩票平台网址,出料的濃度,加熱蒸汽的壓力和冷凝器操作壓力的情況下,上述任務可通過物料衡算、熱量衡算和傳熱速率方程求解168彩票平台网址。
    單效蒸發器選型設計計算
           一、蒸發水量的計算
           對右圖所示蒸發器進行溶質的物料衡算,可得
           蒸發器選型計算公式 
           由此可得水的蒸發量            蒸發量公式        
           完成液的濃度  蒸發器完成液濃度 
           式中:
           F——原料液量168彩票平台网址,kg/h168彩票平台网址168彩票平台网址;
           W——蒸發水量,kg/h;
           L——出料量168彩票平台网址,kg/h;
           x0——原料液中溶質的濃度,質量分數;
           x1——出料晶漿中溶質的濃度,質量分數。
           二、加熱蒸汽消耗量的計算
           加熱蒸汽用量可通過熱量衡算求得168彩票平台网址, 
           考慮溶液濃縮熱不大,對熱量衡算公式化簡可寫成:
           熱量衡算公式 
           式中: QL ——熱損失,可取Q的某一百分數,kJ/kg ;
           c0——為原料的比熱,kJ/(kg·℃) 168彩票平台网址。
           r 168彩票平台网址、r´——分別為加熱蒸汽和二次蒸汽的汽化潛熱,kJ/kg。
           若原料由預熱器加熱至沸點后進料(沸點進料)168彩票平台网址,即t0=t1,并不計熱損失,則可寫為:
           計算公式   或        沸點計算公式                              
           式中:D/W稱為單位蒸汽消耗量,它表示加熱蒸汽的利用程度168彩票平台网址,也稱蒸汽的經濟性。由于蒸汽的汽化潛熱隨壓力變化不大,故 r = r´168彩票平台网址。對單效蒸發而言,D/W =1,即蒸發一千克水需要約一千克加熱蒸汽,實際操作中由于存在熱損失等原因168彩票平台网址,D/W ≈1168彩票平台网址??梢妴涡д舭l的能耗很大,是很不經濟的。
           三、傳熱面積的計算
           蒸發器的傳熱面積可通過傳熱速率方程求得,即:
     
           傳熱面積計算傳熱面積計算公式                             
           式中: A ——蒸發器的傳熱面積,m2;
           K ——蒸發器的總傳熱系數,W/(m2•K);

           Δtm——傳熱平均溫度差,℃;
           Q ——蒸發器的熱負荷,W或kJ/kg168彩票平台网址。
           式中,Q可通過對加熱室作熱量衡算求得168彩票平台网址。若忽略熱損失,Q即為加熱蒸汽冷凝放出的熱量,即
           熱蒸汽 
           但在確定ΔtmK時,卻有別于一般換熱器的計算方法。
           (一)平均溫度差Δtm的確定
           在蒸發操作中,蒸發器加熱室一側是蒸汽冷凝,另一側為液體沸騰168彩票平台网址,因此其傳熱平均溫度差應為:
           溫差的確定 
           式中: T ——加熱蒸汽的溫度,℃;
           t1 ——操作條件下溶液的沸點168彩票平台网址,℃ 。

           應該指出,溶液的沸點,不僅受蒸發器內液面壓力影響,而且受溶液濃度、液位深度等因素影響。因此168彩票平台网址,在計算Δtm時需考慮這些因素。
           1、溶液濃度的影響
           溶液中由于有溶質存在,因此其蒸氣壓比純水的低。換言之,一定壓強下水溶液的沸點比純水高,它們的差值稱為溶液的沸點升高,以表示。影響的主要因素為溶液的性質及其濃度。一般168彩票平台网址,有機物溶液的較??68彩票平台网址;無機物溶液的較大;稀溶液的不大,但隨濃度增高,值增高較大。例如,7.4%的NaOH溶液在101.33KPa下其沸點為102℃,僅為2℃,而48.3%NaOH溶液,其沸點為140℃168彩票平台网址,值達40℃之多。
           各種溶液的沸點由實驗確定,也可由手冊或本書附錄查取。
           2、壓強的影響
           當蒸發操作在加壓或減壓條件下進行時,若缺乏實驗數據,則似按下式估算壓強
           式中:Δ’  ——操作條件下的溶液沸點升高168彩票平台网址,℃;
             Δ——常壓下的溶液沸點升高,℃;
           f  ——校正系數168彩票平台网址,無因次168彩票平台网址,其值可由下式計算168彩票平台网址168彩票平台网址,
           壓強影響 
           其中:T——操作壓力下二次蒸汽的飽和溫度168彩票平台网址,℃;
      
           r——操作壓力下二次蒸汽的汽化潛熱,kJ/kg168彩票平台网址。
           3、液柱靜壓頭的影響
           通常,蒸發器操作需維持一定液位,這樣液面下的壓力比液面上的壓力(分離室中的壓力)高,即液面下的沸點比液面上的高,二者之差稱為液柱靜壓頭引起的溫度差損失,以表示168彩票平台网址。為簡便計,以液層中部(料液一半)處的壓力進行計算168彩票平台网址168彩票平台网址。根據流體靜力學方程,液層中部的壓力pav為:
           壓頭影響 
           式中:p'——溶液表面的壓力,即蒸發器分離室的壓力168彩票平台网址,Pa;
     
           ρav——溶液的平均密度,kg/m3;
          h ——液層高度,m。

           則由液柱靜壓引起的沸點升高壓力
           靜壓頭計算 
           式中: tav ——液層中部pav壓力下溶液的沸點,℃;
           tb ——p'壓力(分離室壓力)下溶液的沸點,℃。
           近似計算時168彩票平台网址,上式中的tavtb可分別用相應壓力下水的沸點代替。
           4168彩票平台网址、管道阻力的影響
           倘若設計計算中溫度以另一側的冷凝器的壓力(即飽和溫度)為基準,則還需考慮二次蒸汽從分離室到冷凝器之間的壓降所造成的溫度差損失,以表示。顯然168彩票平台网址,值與二次蒸汽的速度、管道尺寸以及除沫器的阻力有關。由于此值難于計算,一般取經驗值為1℃,即=1℃。
           考慮了上述因素后,操作條件下溶液的沸點t1,即可用下式求取168彩票平台网址,
           管道阻力或  管道阻力計算公式                              
           式中:T——冷凝器操作壓力下的飽和水蒸汽溫度,℃;
           Δ=——總溫度差損失,℃;
           蒸發計算中168彩票平台网址,通常把t1平均溫度差稱為有效溫度差168彩票平台网址,而把T –T稱為理論溫差,即認為是蒸發器蒸發純水時的溫差。
           (二)總傳熱系數K的確定
           常用蒸發器總傳熱系數K的經驗值
    蒸發器型式 總傳熱系數W/(m2·K)
    中央循環管式 580~3000
    帶攪拌的中央循環管式 1200~5800
    懸筐式 580~3500
    自然循環 1000~3000
    強制循環 1200~3000
    升膜式 580~5800
    降膜式 1200~3500
    刮膜式, 粘度1mPa·s 2000
    刮膜式,粘度100~100,00 mPa·s 200~1200
     
            以上是小編為大家提供的蒸發器選型設計公式,在蒸發器選型或設計時,一般都會在滿足生產任務要求,保證產品質量的前提下,兼顧所選用的蒸發器的結構簡單168彩票平台网址、操作方便168彩票平台网址,傳熱效果等。因此蒸發器選型需要讓專業的人士去做168彩票平台网址,專業的人做專業的事,小編曾寫過一篇《三效蒸發器選型注意事項,了解一下》168彩票平台网址,有需要的也可以點擊查看。
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