蒸发器的传热面积.ppt

1、蒸发器生产能力的强化,知识点编号：ZYKC20112902010403,在传质与分离学习领域课程中，已进行“蒸发器生产能力计算”知识点学习。,回顾1蒸发器满负荷运行的传热速率可通过传热方程计算：,式中： A 蒸发器的传热面积，m2； K 蒸发器满负荷运行时的总传热系数，W/(m2K)； tm传热平均温度差，； Q 蒸发器的传热速率，W 。,问题1 蒸发器的生产任务是什么？ 回答分析蒸发器的生产过程：加热蒸汽进入蒸发器蒸汽被冷凝成水排出没有质量的变化；与此同时料液进入蒸发器吸收蒸汽释放出的热量，本身温度升高，水分气化。从蒸发器的生产过程可以得出蒸发器是一种没有质的传递只有热量传递的换热设备，如图

2、1所示。,图1 蒸发器中热量交换示意图,蒸发器生产能力计算公式 分析强化蒸发器生产能力方法。 蒸发器生产能力的强化应从传热本身和经济两个层面考虑进行强化：,一、从传热本身强化蒸发器生产能力的途径,单位时间内的换热量Q与冷热流体的温差t及传热面积A成正比，即Q=kAt 可见强化传热可以通过增加传热面积A、加大传热温差t ，提高传热系数K三个途径来实现。,1.增加传热面积A 增加传热面积不应理解为单一扩大设备体积或台数，而应是采用改变传热表面结构或材料性能合理提高设备单位体积的传热面积使设备高效、紧凑、轻巧。如采用螺旋螺纹管、翅片管、波纹管、粗糙表面管、异形管等方法都能使传热面积增加。,一、从传热

3、本身强化蒸发器生产能力的途径,2.加大传热温差t 在考虑到实际工艺或设备是否允许的情况下，改变冷热流体温度或改变换热流体同的流动方式如逆流、错流等，就可改变传热温差血，但这种方法受生产工艺、设备条件、环境条件及经济性等方面限制，实际操作时有一定局限性。,一、从传热本身强化蒸发器生产能力的途径,3.提高传热系数k 蒸发器的总传热系数可按下式计算 式中：i 管内溶液沸腾的对流传热系数，W/(m2)； 0管外蒸汽冷凝的对流传热系数，W/(m2)； i 管内污垢热阻，m2/W； 0 管外污垢热阻，m2/W； 管壁热阻，m2/W。,一、从传热本身强化蒸发器生产能力的途径,增大K值可采用:(1)加大流体的

4、流速。(2)改变流动条件。(3)减小垢层的热阻R垢。 提高传热系数小的一侧传热面之传热系数，就可使设备总传热系数大幅度提高。当今世界上强化传热研究的重点就是提高传热系数，有一种趋势是改善流体自身流动状态，加强湍流来实现强化传热。管壳式换热器其主要换热元件是管子，因此改变营子截面形状、改变管子表面结构、在管内插入扰流装置或在流体中掺入颗粒等都能改善流体自身流动状态从而达到强化传热目的。,二、从经济考虑强化蒸发器生产能力的途径,1.多效 为利用二次蒸汽，采用多效，如三效，二次蒸汽被利用，经济性明显。但代价是需要增加总传热面积。假设蒸发采用单效流程，需要传热面为A，分成三个后，每个传热面为A，那么由

5、于二次蒸汽温度下降，故为保证原先的生产能力，需要三个蒸发器中每个传热面A A/3,即3A A。 2.采用真空操作 为配合低温的二次蒸汽在利用、降低生产成本，在技术上可以采用真空操作。 二次蒸汽的温度（T）低于加热蒸汽的温度（T），但若在第二效、第三效维持较高真空度，则对应物料的沸点（即料液操作温度t1）会随之下降，在第二效、第三效中的（T- t1 ）会提高，效果相当于提高传热推动力t，从而增大蒸发器生产能力。,二、从经济考虑强化蒸发器生产能力的途径,3.利用利用二次蒸汽潜热和冷凝水显热 发器末效会有二次蒸汽排出，从经济角度考虑可对末效的二次蒸汽进行再利用。另外，在混合冷凝器中，蒸发器末效二次蒸汽被冷却水直接冷凝后形成的冷凝水，温度较高，可以利用。,课堂巩固 ,练习1 从传热本身强化蒸发器生产能力的途径有哪些？ 练习2 从经济考虑强化蒸发器生产能力的途径有哪些？,课堂小结 ,1.从传热本身强化蒸发器生产能力的途径：增加传热面积A、加大传热温差t、提高传热系数k。 2.从经济考虑强化蒸发器生产能力的途径有：采用多效、真空操作、利用冷凝水显热（或直接利用末效二次蒸汽。 3.增大传热温差t也可以强化蒸发器生产能力。 4.增大K值可采用:(1)加大流体的流速 (2)改变流动条件 (3)减小垢层的热阻R垢。,作业布置 ,1.单项选择 影响蒸发器生产