蒸發器選型計算（suàn）公式

       隨著工業蒸發技（jì）術的不斷發展，蒸發操（cāo）作被廣泛（fàn）應用於化工、醫藥、海水淡化等領域，蒸發（fā）設備的結構與（yǔ）工藝亦不（bú）斷地改進與創新，種（zhǒng）類繁多，結構各異。一旦涉及到蒸（zhēng）發器（qì）選型，就成了一（yī）個令客（kè）戶糾結的（de）難題。

 

       一、蒸發水（shuǐ）量的計算
       對右圖所示（shì）蒸發器進行溶質的物（wù）料（liào）衡算，可得
        
       由（yóu）此可得水的蒸發量                    
       完成（chéng）液的濃度   
       式中：
       F——原料液量，kg/h；
       W——蒸發水量（liàng），kg/h；
       L——出料量，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（zhēng）汽消耗（hào）量的（de）計算
       加熱蒸汽用（yòng）量可通過熱量衡算求（qiú）得， 
       考慮（lǜ）溶液濃縮熱不大，對熱量（liàng）衡算公式化簡（jiǎn）可（kě）寫（xiě）成：
        
       式中： Q_L ——熱損失，可取Q的某一百分數，kJ/kg ;
       c₀——為原料的比熱，kJ/(kg·℃) 。
       r 、r´——分別為加熱蒸汽和二次蒸（zhēng）汽的（de）汽化潛熱，kJ/kg。
       若原料由預熱器加熱（rè）至沸點後進料（沸點進料），即t₀=t₁，並不計熱損失，則可寫為：
          或                                      
       式中（zhōng）：D/W稱為單位蒸汽消耗量，它表示加熱蒸汽的利用程度，也（yě）稱蒸汽的經濟性。由於蒸汽的汽化潛熱隨壓力變（biàn）化不大，故 r = r´。對單效蒸發而言，D/W =1，即蒸發一千克水需（xū）要約一千克加熱（rè）蒸汽，實際操作中（zhōng）由於（yú）存在熱損失等原因，D/W ≈1。可見單效蒸發的能耗很大（dà），是很不經濟的。
       三、傳熱麵（miàn）積的計算
       蒸發器的傳（chuán）熱麵積可通過傳熱（rè）速率方程求得，即：
        或                             
       式中（zhōng）： A ——蒸發器的（de）傳熱麵積，m²;
       K ——蒸發器的總傳熱（rè）係數，W/(m²•K)；
       Δt_m——傳熱平均溫度差，℃；
       Q ——蒸發器的熱負荷，W或kJ/kg。
       式（shì）中，Q可通過對加熱室作熱量衡算求得。若忽略熱（rè）損失（shī），Q即為加熱蒸汽冷凝放出的熱量，即
        
       但在（zài）確定Δt_m和K時，卻有別於一般換熱器的計算方法。
       （一）平均溫度差Δt_m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，因此（cǐ）其傳熱平均溫度差（chà）應為：
        
       式中： T ——加熱（rè）蒸汽的溫度（dù），℃；
       t₁ ——操作條件下溶液（yè）的沸點（diǎn），℃ 。
       應（yīng）該指出，溶液的沸點，不僅受蒸發器內液麵壓力影響，而且受（shòu）溶液濃度、液（yè）位深度等因素影響。因（yīn）此，在計算Δt_m時需考慮（lǜ）這些因素。
       1、溶液濃度的（de）影響
       溶液中由於有溶質存在，因此其蒸氣壓比純水的低。換言之（zhī），一定壓強下水溶液的（de）沸點比（bǐ）純水高，它們的（de）差值稱為（wéi）溶液（yè）的沸點升高，以表示。影響的主要因（yīn）素（sù）為溶液的性質及其濃度。一般（bān），有機物溶液的較小；無機物溶液的較大；稀溶液的（de）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（diǎn）為（wéi）102℃，僅（jǐn）為2℃，而48.3％NaOH溶液，其沸點（diǎn）為140℃，值達（dá）40℃之（zhī）多。
       各種溶液的沸點由實驗確定，也可（kě）由手冊或本書附錄查取。
       2、壓強的影響
       當蒸發操（cāo）作在（zài）加壓或減壓條件下進行時，若缺乏（fá）實驗數據，則似（sì）按下（xià）式估算
       式中：Δ^’  ——操作條件下的溶液沸點升高，℃；
         Δ^’_{常（cháng）}——常壓下的溶液沸點升高，℃；
       f  ——校正（zhèng）係數（shù），無因次，其（qí）值可由下式（shì）計算，
        
       其中：T^’——操作壓力下二次蒸汽的飽和溫度，℃；
         r^’——操作壓力下二次蒸汽的汽化潛熱（rè），kJ/kg。
       3、液柱靜壓頭的影響
       通常，蒸（zhēng）發器操作需維持一定液（yè）位，這樣液（yè）麵下的壓力比液麵上的壓力（分離室中的（de）壓力）高，即（jí）液麵下的沸點比液麵上的高，二者之差稱為液（yè）柱靜壓頭引（yǐn）起的溫度差損失，以表示。為簡便計，以液層中部（料液一半）處的壓力進行計算。根據流體靜力學方（fāng）程，液層中部的壓力p_av為：
        
       式中：p＇——溶液表麵的壓力，即蒸發器分離室的壓力（lì），Pa；
        ρ_av——溶液的平均（jun1）密度，kg/m³；
      h ——液層高（gāo）度，m。
       則由液柱靜壓（yā）引（yǐn）起的沸點升高為
        
       式中： t_av ——液層中部p_av壓力下溶（róng）液的沸點，℃；
       t_b ——p＇壓力（分離室壓力）下溶液的沸點，℃。
       近（jìn）似計算時，上式中的t_av和t_b可分別用相應壓力下水的沸點代替。
       4、管道阻力的（de）影響
       倘若（ruò）設計計算中溫（wēn）度以另（lìng）一側的冷凝器的壓力（lì）（即飽和溫度）為基（jī）準，則還（hái）需（xū）考慮二次蒸汽從分離室到冷凝（níng）器之間的壓降所造成的溫（wēn）度差損失，以表示。顯然，值與二次蒸汽的速度、管（guǎn）道尺寸以及除沫器的（de）阻力有關。由於（yú）此（cǐ）值難於計算，一般（bān）取經驗值為1℃，即=1℃。
       考慮了上述因素後，操作條件下溶液的沸點t₁，即可用下式求取，
       或                                
       式中：T_ｃ^＇——冷凝器操作壓力下的飽和水蒸汽溫度，℃；
       Δ＝＋＋——總溫（wēn）度（dù）差損失，℃；
       蒸發計算中（zhōng），通常把t1平均溫（wēn）度差稱為有效溫度差，而（ér）把T –T_ｃ^＇稱為理論溫差（chà），即（jí）認為（wéi）是蒸發器（qì）蒸發純水時的溫差。
       （二）總傳熱係數K的確定
       常（cháng）用蒸（zhēng）發器總傳熱係數K的（de）經驗值

 

        以上是小編為大家提供的蒸發器選型設計公式（shì），在（zài）蒸發器選型或設（shè）計時，一般都會在滿足生產任務（wù）要求，保證產品質（zhì）量的前提下，兼顧所選用的蒸發器的（de）結構簡單、操作方便，傳熱效果等。因此蒸發器選型需要讓專業的人士去做，專業的人做專業的事，小編曾寫過一篇《三效蒸發器（qì）選型注意事項，了解一下》，有需要的也可以點擊查看。