蒸發(fā)器換熱系數(shù)的理論數(shù)值

1、_63 2 蒸發(fā)過程的傳熱系數(shù)蒸發(fā)中的傳熱 系數(shù) K 是影響蒸發(fā)設(shè)計(jì)計(jì)算的重要因素之一。根據(jù)傳熱學(xué)知識(shí)知（6-6）上式忽略了管壁厚度的影響。式中蒸汽冷凝傳熱系數(shù) o 可按膜式冷凝的公式計(jì)算；管壁熱阻RW 往往可以忽略；污垢熱阻Rs 可按經(jīng)驗(yàn)值估計(jì)，確定蒸發(fā)總傳熱系數(shù) K 的關(guān)鍵是確定溶液在管內(nèi)沸騰的傳熱膜系數(shù) ai。研究表明影響ai 的因素較多，如溶液的性質(zhì)、濃度、沸騰方式、蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)型式及操作條件等，具體計(jì)算可參閱有關(guān)文獻(xiàn)1,6 。一、總傳熱 系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)值精品資料_目前，雖然已有較多的管內(nèi)沸騰傳熱研究，但因各種蒸發(fā)器內(nèi)的流動(dòng)情況難以準(zhǔn)確預(yù)料，使用一般的經(jīng)驗(yàn)公式有時(shí)并不可靠；加之管內(nèi)污垢熱阻會(huì)

2、有較大變化，蒸發(fā)的總傳熱系數(shù)往往主要靠現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)。表6-1 給出了常用 蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)范圍，可供參考。表 6-1 常用蒸發(fā)器傳熱系數(shù) K 的經(jīng)驗(yàn)值蒸發(fā)器的型式總傳熱系數(shù) K, W / (m 2K)標(biāo)準(zhǔn)式（自然循環(huán)）600 3000標(biāo)準(zhǔn)式（強(qiáng)制循環(huán)）1200 6000懸筐式600 3000升膜式1200 6000降膜式1200 3500二、提高總傳熱 系數(shù)的方法精品資料_管外蒸汽冷凝的傳熱膜 系數(shù) o 通常較大，但加熱室內(nèi)不凝性氣體的不斷積累將使管外傳熱膜系數(shù) o 減小，故須注意及時(shí)排除其中的不凝性氣體以降低熱阻。管內(nèi)沸騰傳熱膜系數(shù) i 涉及到管內(nèi)液體自下而上經(jīng)過管子的兩相流動(dòng)。在管子底部，液體

3、接受熱量但尚未沸騰，液體與管壁之間傳熱屬單相對(duì)流傳熱，傳熱系數(shù)較??；沿管子向上，液體逐漸沸騰汽泡漸多，起初的傳熱方式與大容積沸騰相近。由于密度差引起的自然對(duì)流會(huì)造成虹吸作用，管中心的汽泡快速帶動(dòng)液體在管壁四周形成液膜向上流動(dòng)，流動(dòng)液膜與管壁之間的傳熱膜 系數(shù)逐漸增加并達(dá)最大值。但如果管子長(zhǎng)度足夠，沿管子再向上液膜會(huì)被蒸干，汽流夾帶著霧滴一起流動(dòng)，傳熱系數(shù)又趨下降。因此，為提高全管長(zhǎng)內(nèi)的平均傳熱系數(shù)，應(yīng)盡可能擴(kuò)大膜狀流動(dòng)的區(qū)域。管內(nèi)壁液體一側(cè)的污垢熱阻Rs 與溶液的性質(zhì)、 管內(nèi)液體的運(yùn)動(dòng)狀況有關(guān)。 由于溶液中常含有少量的雜質(zhì)鹽類如CaSO 4、CaCO 3 、Mg(OH) 2等，溶液在加熱表面汽

4、化會(huì)使這些鹽的局部濃度達(dá)到過飽和狀態(tài)，從而在加熱面上析出，形成污垢層。尤其是CaSO 4等，其溶解度隨溫度升高而下降， 更易在傳熱面上結(jié)垢， 且質(zhì)地較硬， 難以清除；以 CaCO 3為主的垢層質(zhì)地雖軟利于清除，但導(dǎo)熱 系數(shù)較??；此外，垢層的多孔性也使其導(dǎo)熱系數(shù)較低。所以即使厚度為 12mm 的垢層也具有較大的熱阻。為降低Rs，工程上可采取定期清理、提高循環(huán)速度、加阻垢劑，或添加少量晶種使易結(jié)晶的物料在溶液中而不是在加熱面上析出等方法。精品資料_返回目錄多效蒸發(fā)的優(yōu)缺點(diǎn)多效蒸發(fā)的優(yōu)缺點(diǎn)精品資料_一、多效蒸發(fā)的經(jīng)濟(jì)性多效蒸發(fā)時(shí)，除末效外，各效的二次蒸汽都作為下一效蒸發(fā)器的加熱蒸汽加以利用，因而和單

5、效相比，相同的生蒸汽量 D 可蒸發(fā)更多的水量W ，亦即提高了生蒸汽的經(jīng)濟(jì)性W/D 。如前所述，在若干假定條件下，單效時(shí)的W/D 約為 1。同理，雙效時(shí)約為 2，三效時(shí)約為 3，等等。考慮實(shí)際情況，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，不同效數(shù)時(shí)生蒸汽的經(jīng)濟(jì)性大致如下表：表 6-2 生蒸汽經(jīng)濟(jì)性 W/D 的經(jīng)驗(yàn)值效數(shù)單效雙效三效四效五效W/D0.911.752.53.333.70正由于多效蒸發(fā)時(shí)生蒸汽的經(jīng)濟(jì)性較高，所以在蒸發(fā)大量水分時(shí)廣泛采用多效蒸發(fā)。但上表也說明，當(dāng)效數(shù)增加精品資料_時(shí)， W/D 值雖然增加，但并不和效數(shù)成正比。二、多效蒸發(fā)的代價(jià)首先，多效蒸發(fā)時(shí)需要多個(gè)蒸發(fā)器，為便于制造和維修，各蒸發(fā)器的傳熱面積常相同，

6、此時(shí)，多效蒸發(fā)的設(shè)備費(fèi)近似和效數(shù)成正比。因此，多效蒸發(fā)時(shí)生蒸汽經(jīng)濟(jì)性的提高是以設(shè)備費(fèi)為代價(jià)的。其次，當(dāng)生蒸汽的壓力（溫度）和冷凝器的壓力（溫度）給定時(shí)，不論單效或多效蒸發(fā)，其理論傳熱溫度差均為tr=T-T 。這里， T 和 T分別為加熱蒸汽和冷凝器處二次蒸汽的溫度。換句話說，理論傳熱溫差與效數(shù)無(wú)關(guān)，多效蒸發(fā)只是將上述傳熱溫度差按某種規(guī)律分配至各效。而且，多效蒸發(fā)的每一效都存在沸點(diǎn)上升或傳熱溫度差損失，因而各效有效傳熱溫度差之和 總有效傳熱溫度差必然小于單效時(shí)的有效傳熱溫度差，結(jié)果導(dǎo)致多效時(shí)的生產(chǎn)能力小于單效。下面作進(jìn)一步的說明。由于蒸發(fā)是由傳熱控制的單元操作，因此蒸發(fā)時(shí)的生產(chǎn)能力可近似以傳熱率

7、Q 來(lái)衡量。由傳熱速率方程，對(duì)于單效蒸發(fā)：Qs=K sAsts （ 6-24 ）精品資料_對(duì)于 m 效的多效蒸發(fā)：（6-25 ）式中，下標(biāo)s 表示單效； m 表示效數(shù)， i 表示多效蒸發(fā)中的第i 效。作為粗略計(jì)算，設(shè)各效傳熱系數(shù)可取其平均值，各效的傳熱面積相等，且它們分別均和單效時(shí)同，則有（ 6-26 ）有效傳熱溫度差t 為理論傳熱溫度差與傳熱溫度差損失之差，對(duì)于單效：ts=tr-s (6-27a)對(duì)于多效：(6-27b)一般情況下，多效蒸發(fā)中末效的溫度差損失和單效時(shí)的溫度差損失相等，故必有，因而。精品資料_比較式（ 6-24 ）和（ 6-26 ）可知Qm<Qs ，即多效時(shí)的生產(chǎn)能力總是

8、小于單效，且效數(shù)愈多，其生產(chǎn)能力更趨減小。蒸發(fā)器的單位傳熱面積上蒸發(fā)水分的能力稱為蒸發(fā)器的生產(chǎn)強(qiáng)度U，它也是衡量蒸發(fā)過程的一個(gè)重要生產(chǎn)指標(biāo)，即U（ 6-28 ）式中U 為蒸發(fā)器的生產(chǎn)強(qiáng)度，kg/m2 · h由于多效蒸發(fā)時(shí)的生產(chǎn)能力小于單效時(shí)的生產(chǎn)能力，而傳熱面積又等于單效時(shí)的m 倍，所以，多效時(shí)的生產(chǎn)強(qiáng)度遠(yuǎn)較單效蒸發(fā)時(shí)的為小。三、多效蒸發(fā)中效數(shù)的限制和選擇隨著效數(shù)的增加，各效傳熱溫度差損失之和增加，各效總有效傳熱溫度差減小，蒸發(fā)的生產(chǎn)能力降低。極限情況下，若由于效數(shù)的增加使，則，蒸發(fā)操作將無(wú)法進(jìn)行，因此，多效蒸發(fā)的效數(shù)必存在一定的限制。實(shí)際上，由于效數(shù)增加時(shí)，生蒸汽經(jīng)濟(jì)性提高的幅度越

9、來(lái)越小，例如由單效變?yōu)殡p效，生蒸汽的經(jīng)濟(jì)性約提高了(1.75-0.91)/0.91=92.3%，而自四效增加為五效，則僅提高(3.7-3.33)/3.3=11.1%；而設(shè)備的投資費(fèi)用卻始終隨效數(shù)精品資料_的增加成比例地增加，所以，即使在相同生產(chǎn)能力條件下，也不可無(wú)限制地增加效數(shù)?；谏鲜隼碛桑瑢?shí)際的多效蒸發(fā)過程，效數(shù)不是很多的，除特殊情況（如海水淡化等）外，一般來(lái)說，對(duì)于電解質(zhì)溶液，如 NaOH 、NH4NO3 等水溶液的蒸發(fā)，由于其沸點(diǎn)升高較大，故通常為2 3效；對(duì)于非電解質(zhì)溶液，如糖的水溶液或其它有機(jī)溶液的蒸發(fā)，其沸點(diǎn)上升較小，所用的效數(shù)可為46 效。而從傳熱角度考慮，為使溶液的沸騰傳熱維

10、持在核狀沸騰階段，在確定效數(shù)時(shí)，應(yīng)注意使各效分配到的有效溫度差不小于5 7 。近年來(lái)，為了更充分地利用熱能，已出現(xiàn)了適當(dāng)增加效數(shù)的趨勢(shì)，但適宜效數(shù)的選擇還需要通過經(jīng)濟(jì)核算來(lái)確定，原則上應(yīng)使單位生產(chǎn)能力下的設(shè)備與操作費(fèi)之和為最小。返回目錄上一頁(yè)下一精品資料_蒸發(fā)器的傳熱面積蒸發(fā)器的傳熱面積精品資料_由傳熱方程可計(jì)算蒸發(fā)器的傳熱面積A 為（ 6-23 ）例6-2 用單效蒸發(fā)濃縮NH 4NO 3水溶液。設(shè)計(jì)進(jìn)料量為2.78kg/s ，用壓力為 686kPa （絕）的飽和水蒸氣將溶液由68% （質(zhì)量分率，下同）濃縮至 90% 。若蒸發(fā)室壓力為20kPa （絕）。溶液的沸點(diǎn)為373.15K ，蒸發(fā)器的總

11、傳熱系數(shù)為1.2kW/m2 ·K，沸點(diǎn)進(jìn)料，試求不計(jì)熱損失時(shí)加熱蒸汽消耗量及蒸發(fā)器的傳熱面積。解：水份蒸發(fā)量由水蒸汽表查得加熱蒸汽在絕壓為686kPa 時(shí)的飽和溫度和汽化潛熱為T=437.4K ， r =2073kJ/kg蒸發(fā)室的壓力為20kPa （絕）時(shí)，二次蒸汽的汽化潛熱為rt=2356KJ/Kg故在沸點(diǎn)進(jìn)料及忽略熱損失時(shí)，加熱蒸汽消耗量為D=W (rt/r)精品資料_蒸發(fā)器的傳熱面積為各蒸發(fā)器的總傳熱系數(shù)2011-05-23 21:23:02|分類：化工工藝|舉報(bào)|字號(hào)大中小訂閱精品資料_各蒸發(fā)器的總傳熱系數(shù)蒸發(fā)器形式總傳熱系數(shù) W/(m 2.K夾套式3502330盤管式580

12、3000水平管式 (蒸汽管內(nèi)冷凝 )5802330水平管式 (蒸汽管外冷凝 )5804700中央循環(huán)管式5803000帶攪拌的中央循環(huán)管式12005800懸筐式5803500旋液式9301750強(qiáng)制循環(huán)型12007000傾斜管式9303500精品資料_升膜式5805800降膜式12003500外加熱式12005800刮膜式 (粘度 1100cP)17507000刮膜式 (粘度 100010000Cp)7001200疊片離心式35004700精品資料_空氣冷卻器總傳熱系數(shù)2011-05-23 21:21:22|分類：化工工藝|舉報(bào) |字號(hào)大中小訂閱空氣冷卻器總傳熱系數(shù)大致值 .W/(m 2 .

13、)冷凝K液體冷卻K氣體冷卻操作壓力壓力降K值值kPa( 表kPa值壓)氨62機(jī)器夾套水71空氣或煙道3450.73.5750氣5精品資料_氟利昂 -1240柴油1469013.811000汽油46輕瓦斯油376903417000輕碳?xì)浠衔?1輕碳?xì)浠?82417200物0043輕石腦油40碳?xì)浠衔?62212000氣體0重石腦油37重整爐液流4069003446000重整反應(yīng)器廢40殘油85氨反應(yīng)器流48氣0體0低壓蒸汽77焦油40精品資料_0塔頂蒸汽370有夾套的容器總傳熱系數(shù)2011-05-23 21:20:13|分類：化工工藝|舉報(bào)|字號(hào)大中小訂閱精品資料_帶有夾套的容器總傳熱系數(shù)

14、大致值.W/(m 2.)夾套內(nèi)容器內(nèi)傳熱壁K 值夾套容器傳熱壁材料K 值的流體的流體材料內(nèi)的內(nèi)的流體流體蒸汽水不銹鋼850170蒸汽水玻璃襯里碳400570鋼0蒸汽水溶液不銹鋼450114蒸汽水溶玻璃襯里碳285480液鋼0蒸汽有機(jī)液不銹鋼285850蒸汽有機(jī)玻璃襯里碳17040液鋼0蒸汽輕油不銹鋼340910蒸汽輕油玻璃襯里碳23042鋼5精品資料_蒸汽重油不銹鋼57285蒸汽重油玻璃襯里碳57230鋼鹽水水不銹鋼230162鹽水水玻璃襯里碳170455鋼0鹽水水溶液不銹鋼200850鹽水水溶玻璃襯里碳14040液鋼0鹽水有機(jī)液不銹鋼170680鹽水有機(jī)玻璃襯里碳11534液鋼0鹽水輕油不銹

15、鋼200740鹽水輕油玻璃襯里碳14037鋼0鹽水重油不銹鋼57170鹽水重油玻璃襯里碳57170鋼傳熱油水不銹鋼285114傳熱水玻璃襯里碳17045精品資料_0油鋼0傳熱油水溶液不銹鋼230965傳熱水溶玻璃襯里碳14040油液鋼0傳熱油有機(jī)液不銹鋼170680傳熱有機(jī)玻璃襯里碳14037油液鋼0傳熱油輕油不銹鋼200740傳熱輕油玻璃襯里碳11540油鋼0傳熱油重油不銹鋼57230傳熱重油玻璃襯里碳57200油鋼評(píng)論這張轉(zhuǎn)發(fā)至微博轉(zhuǎn)發(fā)至微博閱讀 (483)| 評(píng)論 (0)|喜歡推薦 0人 轉(zhuǎn)載精品資料_浸沒在液體中的盤管總傳熱系數(shù)空氣冷卻器總傳熱系數(shù)歷史上的今天最近讀者登錄后，您可以在此

16、留下足跡。精品資料_sunzubin518hbdgyzfcjwsunjliuhongz精品資料_dongbin7njmscxh2可樂會(huì)醉熱度評(píng)論點(diǎn)擊登錄 |昵稱：精品資料_浸沒在液體中的盤管總傳熱系數(shù)2011-05-23 21:17:46|分類：化工工藝|標(biāo)簽：蒸汽水溶液|舉報(bào)|字號(hào)大中小訂閱浸沒在液體中的盤管總傳熱系數(shù)大致值.W/(m 2 .)清潔表面的 K 值考慮到常見污垢情況下的K 值熱側(cè)冷側(cè)自然對(duì)流強(qiáng)制對(duì)流自然對(duì)流強(qiáng)制對(duì)流加熱時(shí)應(yīng)用精品資料_14201841700312蒸汽水溶液5701140850156000蒸汽輕油280400625790270260340620中質(zhì)潤(rùn)蒸汽230340570738200230280570滑油蒸汽6 號(hào)柴油11023040051085170340460焦油或蒸汽8520028040085140220340瀝青蒸汽熔融蠟200260260310110200200260蒸汽熔融蠟200260260310140200200280空氣或蒸汽102028365172345氣體蒸汽糖蜜或谷11022040051085170340460精品資料_物糖漿高溫?zé)?100142水溶液650800400570620910水0高溫傳焦油或7017026037057110170280熱油瀝青導(dǎo)熱姆或亞焦油或85170280