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1、1第五章第五章蒸發(fā)1概述蒸發(fā)的用途和分類在日常生活中,熬中藥、煲豬骨湯,許多人都操作過。抓中藥時,醫(yī)生會囑咐,三碗水煎成一碗水。熬中藥的過程,既是一個中藥有效成份的溶解過程,又是一個蒸發(fā)過程。廣東人煲的“老火靚湯”這一過程,也包含了蒸發(fā)過程。什么叫蒸發(fā)?將溶液加熱,使其中部分溶劑氣化并不斷去除,以提高溶液中的溶質濃度的過程即蒸發(fā)。熬中藥時,如果不是三碗水煎成一碗水,則三碗水中的藥物濃度不高,藥效就不夠。如圖51所示。圖51蒸發(fā)示意圖在化
2、工生產中,NaOH溶液增濃、稀糖液的濃縮、由海水蒸發(fā)并冷凝制備淡水等都是采用蒸發(fā)操作來實現(xiàn)的。蒸發(fā)的方式有自然蒸發(fā)和沸騰蒸發(fā)。自然蒸發(fā)是溶液中的溶劑在低于沸點下汽化,例如海鹽的曬制。沸騰蒸發(fā)是使溶液中的溶劑在沸點時汽化,在溶液各個部分都同時發(fā)生汽化現(xiàn)象。因此,沸騰蒸發(fā)的速率遠超過自然蒸發(fā)速率。蒸發(fā)可按蒸發(fā)器內的壓力分為常壓、加壓和減壓蒸發(fā)。減壓蒸發(fā)又稱為真空蒸發(fā)。按二次蒸汽利用的情況分為單效蒸發(fā)和多效蒸發(fā)。若將所產生的二次蒸汽不再利用或
3、被利用于蒸發(fā)器以外這種操作,稱為單效蒸發(fā);如果將二次蒸汽引至另一壓力較低的蒸發(fā)器加熱室,作為加熱蒸汽來使用,這種操作稱為多效操作蒸發(fā)。2單效蒸發(fā)一、單效蒸發(fā)衡算方程1、蒸發(fā)器的物料衡算3式中,——加熱蒸汽流率,;D1??skg,——分別是加熱蒸汽和二次蒸汽的焓,;HH1??kgJ,——分別是原料液和水的比熱,;FCWC11????KkgJ、——分別是原料溫度和溶液的沸點,K;0t1t——冷凝液的飽和溫度,K;——蒸發(fā)器的熱損失,1TLQ
4、;1??sJ∵11??????TCHTCHww∴LFQttFCWD????)(01??………………(IIa)??LFQttFCWD????)(01式中,γ,γ`——分別為加熱蒸汽與二次蒸汽的汽化潛熱,;1??kgJ若原料液在沸點下進入蒸發(fā)器,即kg再忽略熱損失,即,則式0?LQ(IIa)得:………………(IIb)???WDDW稱為單位蒸汽消耗量,即蒸發(fā)1kg水所需蒸汽量,水蒸汽1??kgkg由于二次蒸汽與加熱蒸汽,隨壓力變化不大,即,?
5、????∴即原料液為沸點進料并忽略熱損失時,加熱蒸汽消耗量與二次1?WD蒸汽生成量相等。二、蒸發(fā)衡算計算舉例【例51】在單效蒸發(fā)中,每小時將的某種水溶液從連續(xù)濃縮2000kg%10到,蒸發(fā)操作的平均壓力為,相應的溶液的沸點為℃。加熱蒸%30kPa3.3980汽絕壓為.原料液的比熱為。蒸發(fā)器的熱損失為kPa1961177.3????KkgkJ。試求:W12000(1)蒸發(fā)量(2)原料液溫度分別為30℃、80℃和120℃時的加熱蒸汽消耗量及
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