單效蒸發(fā)器設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容有: ①確定水的蒸發(fā)量; ②加熱蒸汽消耗量; ③蒸發(fā)器所需傳熱面積。在給定生產(chǎn)任務(wù)和操作條件,如進(jìn)料量、溫度和濃度,完成液的濃度,加熱蒸汽的壓力和冷凝器操作壓力的情況下,上述任務(wù)可通過物料衡算、熱量衡算和傳熱速率方程求解。加熱蒸汽消耗量的計(jì)算 加熱蒸汽用量可通過熱量衡算求得,即對(duì)圖5-13作熱量衡算可得: (5—3)或 (5—3a)式中: H ——加熱蒸汽的焓,kJ/kg ; H′——二次蒸汽的焓,kJ/kg ; h0 ——原料液的焓,kJ/kg ; h1 ——完成液的焓,kJ/kg ; hc——加熱室排出冷凝液的焓,kJ/h ; Q——蒸發(fā)器的熱負(fù)荷或傳熱速率,kJ/h ; QL——熱損失,可取Q的某一百分?jǐn)?shù),kJ/kg ; c0、c1——為原料、完成液的比熱,kJ/(kg·℃) ??紤]溶液濃縮熱不大,并將H′取t1下飽和蒸汽的焓,則(9—3a)式可寫成: (5—4)式中: r 、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(yù)熱器加熱至沸點(diǎn)后進(jìn)料(沸點(diǎn)進(jìn)料),即t0=t1,并不計(jì)熱損失,則(4—5)式可寫為: (5—5)或 (5—5a)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,也稱蒸汽的經(jīng)濟(jì)性。由于蒸汽的汽化潛熱隨壓力變化不大,故 r = r′。對(duì)單效蒸發(fā)而言,D/W =1,即蒸發(fā)一千克水需要約一千克加熱蒸汽,實(shí)際操作中由于存在熱損失等原因,D/W ≈1??梢妴涡д舭l(fā)的能耗很大,是很不經(jīng)濟(jì)的。
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