多效蒸发计算实例讲义.ppt

* 已知：w0，F，t0，wn，T1，pn，Ki，Ei 求：Di，Wi，Si 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。 五、多效蒸发计算 Wn 1 2 i n E1 E2 Ei W1 W2 Wi D1,T1,H1 D2 T2 H2 Di Ti Hi Dn Tn Hn T1 T2 Ti Tn F,w0,t0 w1 t1 w2 t2 wi ti wn tn * 物料衡算 Fx0=(F-W1)w1=(F-W1-W2)w2=…=(F-W1-…-Wn)wn 热量衡算（不计热损）: W为总蒸发水量 D1(H1-cpwT1)=W1H’1+(Fcp0-W1cpw)t1-Fcp0t0 * 对第二效，同样得： D2(H2-cpwT2)+(Fcp0-W1cpw)t1=W2H’2+(Fcp0-W1cpw -W2cpw)t2 类推： 讨论： （1） ，称蒸发系数，其值接近于1，一般为 0.95~0.99； * （2） ，称自蒸发系数，除第一效外， 一般为0.0025~0.025； （3）计入热损和浓缩热，用hi表示，其值为 0.96~0.98，称热能利用系数。 ——沸点进料bi=0 ——逆流进料bi＜0 Wi=[aiDi+(Fcp0-W1cpw -W2cpw -…-Wi-1cpw)bi ]hi 逐效应用： * W1=(a1D1+Fcp0b1 ]h1=a1D1+b1 W2=[a2D2+(Fcp0-W1cpw)b2 ]h2 =[a2(W1-E1)+(Fcp0-W1cpw)b2 ]h2=a2D1+b2 Wn=anD1+bn 相加 W=AD1+B 再代入上述各式求Wi * 传热速率方程 合比定理 其中 总温差 * 等面积分配 可以从最后一效开始往前推算，进行校核。 * 多效蒸发计算程序： ↓ 估算 Wi ↓ 由Wi求 wi ↓ 估算 pi 求取 ti ↓ 由科氏公式求ai，bi（应选取hi） ↓ 求A，B→D1 ↓ 求各效Wi ↓ Qi=Diri ↓ 由Ki及有效温差分配求Dti ↓ 由Wi重新算 wi 从末效起重新算Ti’， ti ↓ Wi及ti是否与初始值符合 ↓ Yes 计算Si，结束 No ↓ * [例6-4]某食品厂每小时要将50吨浓度为10％的桃浆浓缩到 浓度为42％，采用三效蒸发，三个蒸发器的面积分别为 500m2、500m2和400m2，第一效蒸发器的饱和加热蒸汽 温度为103℃，三效的总传热系数分别为2200W/(m2?K)、 1800W/(m2?K)、1100W/(m2?K)。假设各效蒸发器的浓度 效应的沸点升分别为0.5℃、0.8℃、1.0℃，静压效应的沸 点升高分别为1.5℃、2.2℃、3.0℃，蒸汽过效的管路摩擦 温差损失取1.0℃，每小时从第一、二效蒸发器分别抽用二 次蒸汽量为5吨、6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 1kg水需要1.1kg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。 * 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： D1=1.1W1 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+2.1×6000/3600+3×W3 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103℃， 查得相应的汽化热为2250.6kJ/kg，由传热速率方程， 有效传热温差为： * 第一效的温差损失： D1=D1’+D1”=0.5+1.5=2℃ 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： T2=T1’-1=88.3℃ 查得相应的汽化热为2287.2kJ/kg。 第