多效蒸发计算实例

1、1已知：已知：w0，F，t0，wn，T1，pn，Ki，Ei 求：求：Di，Wi，Si方法：物料衡算、热量衡算、传热速率方程方法：物料衡算、热量衡算、传热速率方程假设：并流进料；稀释热忽略；汽凝水为饱和温度。假设：并流进料；稀释热忽略；汽凝水为饱和温度。五、多效蒸发计算五、多效蒸发计算 Wn12inE1E2EiW1H 1W2H 2WiHi Hn D1,T1,H1D2T2H2DiTiHiDnTnHnT1T2TiTnF,w0,t0w1t1w2t2witiwntn2物料衡算物料衡算Fx0=(F-W1)w1=(F-W1-W2)w2=(F-W1-Wn)wnWFFwWWFFwwWWFFwwWWFFwwWFF

2、wwnnii-=-=,-=-=,-=010102102101热量衡算（不计热损）热量衡算（不计热损）: :W为总蒸发水量为总蒸发水量)-1(=0nwwFWD1(H1-cpwT1)=W1H1+(Fcp0-W1cpw)t1-Fcp0t0 1w110011w11w11tcHttFcDtcHTcHWpppp 3对第二效，同样得：对第二效，同样得：D2(H2-cpwT2)+(Fcp0-W1cpw)t1=W2H2+(Fcp0-W1cpw -W2cpw)t2类推：类推：ipipppiicWcWcWFcD )(W1W2W10 2w221w1022w22w22)(tcHttcWFcDtcHTcHWppppp i

3、piiipipppiipiipiitcHttcWcWcWFcDtcHTcHWW1W1W2W10WW)(讨论：讨论：（1 1） ，称蒸发系数，其值接近于，称蒸发系数，其值接近于1 1，一般为，一般为 0.950.99；iiirr 4（2 2） ，称自蒸发系数，除第一效外，称自蒸发系数，除第一效外，一般为一般为0.00250.025；iiirtt11 （3 3）计入热损和浓缩热，用）计入热损和浓缩热，用h hi表示，其值为表示，其值为0.960.98，称热能利用系数。，称热能利用系数。沸点进料沸点进料 i=0 =0 逆流进料逆流进料 i0Wi= iDi+(Fcp0-W1cpw -W2cpw -Wi

4、-1cpw) i h hi逐效应用：逐效应用：5W1=( 1D1+Fcp0 1 h h1=a a1D1+b1W2= 2D2+(Fcp0-W1cpw) 2 h h2 = 2(W1-E1)+(Fcp0-W1cpw) 2 h h2=a a2D1+b2Wn=a anD1+bn相加相加niiniiniibDaW1111ABWD1W=AD1+B再代入上述各式求再代入上述各式求Wi6传热速率方程传热速率方程iiiiiiiitKrDtKQS iiiiSKQt 合比定理合比定理iiiiiiiiSKQSKQtt 其中其中 - tti 总总总温差总温差1ntTt 总总7 等面积分配等面积分配 SSS 21iitKQ

5、KQtiiii 可以从最后一效开始往前推算，进行校核。可以从最后一效开始往前推算，进行校核。8多效蒸发计算程序：多效蒸发计算程序： 估算估算 Wi由由Wi求求 wi估算估算 pi)-1(0nwwFW 求取求取 ti由科氏公式求由科氏公式求 i， i（应选取应选取h hi）求求A，BD1求各效求各效WiQi=Diri由由Ki及有效温差分配求及有效温差分配求 ti 由由Wi重新算重新算 wi从末效起重新算从末效起重新算Ti， tiWi及及ti是否与初始值符合是否与初始值符合 Yes计算计算Si，结束结束No9例例6-4某食品厂每小时要将某食品厂每小时要将50吨浓度为吨浓度为10的桃浆浓缩到的桃浆浓

6、缩到浓度为浓度为42，采用三效蒸发，三个蒸发器的面积分别为，采用三效蒸发，三个蒸发器的面积分别为500m2、500m2和和400m2，第一效蒸发器的饱和加热蒸汽，第一效蒸发器的饱和加热蒸汽温度为温度为103，三效的总传热系数分别为，三效的总传热系数分别为2200W/(m2K)、1800W/(m2K)、1100W/(m2K)。假设各效蒸发器的浓度。假设各效蒸发器的浓度效应的沸点升分别为效应的沸点升分别为0.5、0.8、1.0，静压效应的沸，静压效应的沸点升高分别为点升高分别为1.5、2.2、3.0，蒸汽过效的管路摩擦，蒸汽过效的管路摩擦温差损失取温差损失取1.0，每小时从第一、二效蒸发器分别抽用

7、二，每小时从第一、二效蒸发器分别抽用二次蒸汽量为次蒸汽量为5吨、吨、6吨，第三效蒸发器的二次蒸汽全部进入吨，第三效蒸发器的二次蒸汽全部进入冷凝器。沸点进料，忽略料液过效的自蒸发，并设蒸发冷凝器。沸点进料，忽略料液过效的自蒸发，并设蒸发1kg水需要水需要1.1kg蒸汽。求各效蒸发器的有效温度差和末效蒸汽。求各效蒸发器的有效温度差和末效蒸发器的二次蒸汽温度。蒸发器的二次蒸汽温度。10解：解：(1)W=F(1-w0/w3)=50000(1-0.11/0.42)/3600=10.25kg/s (2)E1=5000/3600kg/s，E2=6000/3600kg/s。作物料衡算：。作物料衡算： D1=1

8、.1W1 W1=E1+D2 D2=1.1W2 W2=E2+D3 D3=1.1W3 W=W1+W2+W3=E1+2.1E2+3.31W3 10.25=5000/3600+2.16000/3600+3W3 W3=1.62kg/s W2=3.45kg/s W1=5.18kg/s D3=1.78kg/s D2=3.79kg/s D1=5.70kg/s (3)D1=W1=17635 kg/h 第一效的加热蒸汽温度为第一效的加热蒸汽温度为103， 查得相应的汽化热为查得相应的汽化热为2250.6kJ/kg，由传热速率方程，由传热速率方程， 有效传热温差为：有效传热温差为： 11C7 .1150022001

9、0006 .22507 . 5o1111m1 SKrDt第一效的温差损失：第一效的温差损失： 1= 1+ 1”=0.5+1.5=2 第一效的二次蒸汽温度：第一效的二次蒸汽温度： T1=103-11.7-2=89.3第二效加热蒸汽温度：第二效加热蒸汽温度： T2=T1-1=88.3 查得相应的汽化热为查得相应的汽化热为2287.2kJ/kg。 C6 . 9500180010002 .228779. 3o2222m2 SKrDt第二效的温差损失：第二效的温差损失： 2=0.8+2.2=3 第二效二次蒸汽温度：第二效二次蒸汽温度： T2=88.3-9.6-3=75.7 第二效加热蒸汽温度：第二效加热蒸汽温度： T3=75.7-1=74.7 查