化工設(shè)備的計算

1、 例2、設(shè)計一個列管冷凝器，每小時冷凝1500Kg,28C的飽和氨蒸汽。冷卻水的入口溫度為16C，出口溫度為24C。氨蒸汽的汽化熱為275Kcal/Kg,給熱系數(shù)為a=5000Kcal/m2.h.C。管內(nèi)外的污垢層可以不計。(氨的壓強(qiáng)約為11Kg/cm2)解：為便于液體氨排出并提高冷卻水的流速，使冷卻水在管內(nèi)空間流過。管徑選擇由于操作壓強(qiáng)較高，選用O32X4mm無縫鋼管；選冷卻水在管內(nèi)的流速為1.2m/s；傳熱系數(shù)計算先求冷卻水的給熱系數(shù)，水的平均溫度為(16+24)三2=20C，此溫度下水的各物理常數(shù)如下：Y=1000Kg/m3,Cp=1Kcal/Kg.C，入=0.513Kcal/m.h.C

2、，z=1厘泊?？傻茫篸Y0.024X1.2X1000Re=1000=1000=2.88X104104TOC o 1-5 h zz13.6Cpz3.6X1X1Pr=7入0.513可得水的給熱系數(shù)：入0.513a=0.023Re。*Pro.4=0.023(2.88X104)0.8X70.42d0.024=0.493X3680X2.18=3950Kcal/m2.h.C傳熱系數(shù)為：11K=1K=1+1a入a12=1820Kcal/m2.h.C1_+0.004+_50003950(4)傳熱面積計算傳熱量4=4執(zhí)=6只=1500乂275=4.12乂105Kcal/h平均溫度差因氨冷凝過程溫度不變，故溫度差

3、與流向無關(guān):282828281624t=7.3Cln12/4傳熱面積4.12X105F=KAt均(5)單程所需管數(shù)冷卻水用量q傳熱面積4.12X105F=KAt均(5)單程所需管數(shù)冷卻水用量q=31m2g=1820X7.3根據(jù)冷卻水的流量和流速決定：4.12X105=52.1頓/小時=52.1m3/htt24-1621則V=52.1三3600=0.0145ms/s可得秒單程管數(shù)V秒n=1/4nd23內(nèi)0.0145=29根0.785X0.0242X1.2(6)管長和總管數(shù)的確定按單程計算所需管長F31L=(nd29X3.14X(0.032+0.024)三2均=12.16m顯然采用單程是不合適的，

4、如取每根管長為|=2.5m，則換熱器的層數(shù)為：m=12.16三2.5=4.86，取m=5?？傻每偣軘?shù)為：n=5X29=145根。查上表，按正六角形排列，當(dāng)對角線上為15根管時，可排總管數(shù)為187根?，F(xiàn)需分5層，則分程隔板需占據(jù)一定位置而使實際排管數(shù)減少，所以按比例作圖，確定實排管數(shù)。(7)殼體直徑現(xiàn)近似地按單程換熱器的計算方法估計：取管間距為t=1.28d=1.28X32=41mm，因?qū)蔷€上有15根管外子，則殼體內(nèi)徑為：D=41(151)+4X32=575+128=703mm可取D=700mm如換熱器的蓋高為250mm，則換熱器總高為2500+2X250=3000mm,換熱器長度與直徑之比為

5、3000三700=4.29。（4）螺旋換熱器螺旋換熱器為高效率的新型換熱器，其優(yōu)點主要為a、結(jié)構(gòu)緊湊。b、兩種流體流速較高，一般可達(dá)l2m/s；蒸汽和氣體的流速可達(dá)20m/s,因此，傳熱系數(shù)比較大。當(dāng)兩種載熱體都是液體時，傳熱系數(shù)K可達(dá)15002700Kcal/m2.h.C，比列管換熱器大得多。c、同樣的流體速度，在螺旋換熱器里的流體阻力比多程換熱器要小得多。d、兩種載熱體間，可按嚴(yán)格的逆流方法傳熱。e、熱損失比較小。主要缺點是，制作與維修比較復(fù)雜，密封比較困難，一般操作壓強(qiáng)W0.6MPa。（5）夾套換熱器夾套換熱器結(jié)構(gòu)比較簡單，一般都裝在反應(yīng)器外面供加熱或冷卻用。夾套換熱器的傳熱面積比較小，

6、一般在10m2以下，所以加熱蒸汽的壓強(qiáng)不超過0.5MPa。（6）翅片換熱器用蒸汽加熱空氣或其它氣體時，可采用翅片換熱器，蒸汽在管內(nèi)流過，空氣以垂直于管軸的方向在管外吹過。由于管內(nèi)外給熱系數(shù)相差很大，所以在管外壁面上裝置很多金屬翅片，以加大空氣一面的給熱面積提高傳熱速率。下面為各類換熱器的比較和選擇型式蛇管套管列管螺旋夾套沉浸式噴淋式單程多程純逆流XXOOXOX便于檢查OOXO單位容積的傳熱4364151818341面積m2/m3124040804單位傳熱面積的904560175353530金屬用量Kg/m2120808050熱負(fù)荷相同時相1.00.451.5110.2對金屬用量6.52.04.

7、50.9注：符號O表示能良好地滿足要求；表示部分地滿足要求；X表示不能滿足要求。在選擇換熱器型式時，主要應(yīng)考慮以下幾個條件：1、載熱體的物態(tài)及其物理化學(xué)特性；2、載熱體的溫度和壓強(qiáng)，換熱器中允許的壓強(qiáng)損失3、載熱體的清潔程度，及其在傳熱面上的結(jié)垢情況4、制造換熱器所用材料的加工性能和價格；5、載熱體的體積流量。由于影響選擇換熱器的因素很多，彼此又存在矛盾。在選用換熱器時，必須首先明確最基本的要求，這樣就便于在較窄的范圍內(nèi)，進(jìn)一步作對比選擇。、蒸發(fā)（一）各類蒸發(fā)器的比較和選擇選擇蒸發(fā)器時主要考慮以下幾方面的問題：1、設(shè)備的經(jīng)濟(jì)程度蒸發(fā)單位重量的溶劑所需要的加熱蒸汽量，及所消耗的動力越小越好。2、

8、設(shè)備的生產(chǎn)強(qiáng)度單位時間內(nèi)單位傳熱面積所產(chǎn)生的二次蒸汽量越多越好。3、工藝過程的特殊要求各種溶液都具有各自的特性，例如蒸發(fā)易生成結(jié)晶、沉淀和污垢的溶液時，蒸發(fā)器的傳熱速率逐漸降低，故需要經(jīng)常清洗。又如蒸發(fā)有腐蝕性或熱敏性的溶液時，也都影響蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)。下表列出各類型式的蒸發(fā)器的特性和及適用范圍型式蒸發(fā)稀溶液的傳熱系數(shù)管束內(nèi)溶液流速m/s停留時間稀溶液粘稠溶液起泡性溶液有固體析出的溶液熱敏性溶液中央循環(huán)管式良好800-25000.40.5長OXX懸筐式良好800-2500長OXX外加熱式良好800-32000.32.0長OOO列文式23長OOOOX強(qiáng)制循環(huán)式高800-50001.53.5長OOOO

9、膜式高800-38002025短OXOXO注：符號O表示能良好地滿足要求；符號表示能部分地滿足要求;符號x表示不能滿足要求。（二）單效蒸發(fā)的流程常壓蒸發(fā)時：二次蒸汽直接放入大氣，流程很簡單。真空蒸發(fā)時：加熱蒸汽送入加熱室冷凝后，經(jīng)冷凝水排出管排出。料液在蒸發(fā)器內(nèi)蒸濃后，送至濃液儲槽。如果在蒸發(fā)過程中有結(jié)晶析出，則在蒸發(fā)終了時送入析鹽器，使溶液與結(jié)晶分離。二次蒸汽經(jīng)過除沫器除掉夾帶霧沫后，進(jìn)入冷凝器，用水使之冷凝后排出。蒸汽中所含不凝性氣體系由真空泵抽出。真空蒸發(fā)比常壓蒸發(fā)相比較有以下優(yōu)點：a、在加熱蒸汽壓強(qiáng)相同的情況下，真空蒸發(fā)時沸點溫度低，傳熱溫度差較大，可相應(yīng)減少蒸發(fā)器的傳熱面積。b、真空

10、蒸發(fā)時，可利用低壓蒸汽和廢蒸汽作為加熱蒸汽。c、真空蒸發(fā)適用于熱敏性物料。d、操作溫度低，熱損失較小。（三）單效蒸發(fā)的計算水分的蒸發(fā)量列出不揮發(fā)性溶質(zhì)的物料衡算式：GB=（G-W）BKg/h水分的蒸發(fā)量列出不揮發(fā)性溶質(zhì)的物料衡算式：GB=（G-W）BKg/h-原料液量，Kg/h；蒸發(fā)出的水分量，即二次蒸汽量，簡稱蒸發(fā)量，Kg/h；以溶質(zhì)在溶液中所占的重量式中：G1W-B、B原料液和完成液的濃度,百分?jǐn)?shù)表示。12由式可得水分的蒸發(fā)量Bw，Tw，Tt沸qW=G（1-）Kg/h1BG，B，G，B，（此圖為單效蒸發(fā)）G1,W，B2J設(shè)：D加熱蒸汽消耗量，Kg/h；R加熱蒸汽的潛熱，Kcal/Kg；T加

11、熱蒸汽的飽和溫度，C；T二次蒸汽的飽和溫度，C；Y二次蒸汽的汽化熱，Kcal/Kg；t原料液的初溫，C；t溶液的沸點，C；沸C。原料液的平均比熱，Kcal/Kg.C；q損失于周圍介質(zhì)中的熱量，Kcal/h。在不計損溶液的濃縮熱時，可列出蒸發(fā)器的熱量衡算方程式求出加熱蒸汽消耗量：根據(jù)4熱=口預(yù)熱+q汽化+q損因通常只利熱用加預(yù)熱熱蒸汽汽化冷凝損時所放出的汽化熱，故可得TOC o 1-5 h zDR=GC(tt)+W丫+qKcal/h加熱蒸汽消耗量10沸0損GC(tt)+WY+q10沸0損D=Kg/hR溶液比熱的數(shù)值隨溶液的性質(zhì)和濃度而不同，可由有關(guān)的手冊中查到，在缺乏可靠的數(shù)據(jù)時，可按下式估算：

12、C=CB+C(1-B)Kcal/Kg.C式中：C式中：C、C溶質(zhì)、溶劑的比熱，Kcal/Kg.C；質(zhì)劑B溶液的濃度，以溶質(zhì)所占的重量分?jǐn)?shù)表示。對于BV20%的水溶液，則因C=1Kcal/Kg.C，CB很小而忽略,劑質(zhì)則可簡化為：C=1BKcal/Kg.C下表為某些無水物質(zhì)的比熱物質(zhì)CaCl2KClNHCl4NaClKNO3比熱0.1640.1620.3630.200.221物質(zhì)NHNO43NaNO3(NH)SO424糖甘油比熱0.3280.2600.3390.3090.576例1：求12和25食鹽溶液的比熱。解：12%NaCl溶液的比熱可近似地取為C=lB=l0.12=0.88Kcal/Kg.

13、C25%NaCl溶液的比熱可用式求取C=CB+C(1B)=CB+C(1B)質(zhì)劑NaCl劑=0.2X0.25+1X(10.25)=0.05+0.75=0.8Kcal/Kg.C現(xiàn)就式進(jìn)一步討論在各個不同的加料溫度下加熱蒸汽消耗量的情況：（1）溶液經(jīng)預(yù)熱到沸點再加入蒸發(fā)器，這時t=t，代入中得沸0WY+q損TOC o 1-5 h zD=Kg/hR公斤加熱蒸汽公斤水分如果不計熱損失，q=0,可寫成為公斤加熱蒸汽公斤水分WYDYD=或=-RWRD稱為單位蒸汽消耗量，即每蒸發(fā)1Kg水分需要加熱蒸汽的W公斤數(shù)。設(shè)溶液在100C時沸騰，二次蒸汽的汽化熱為丫=539.4Kcal/Kg；加熱蒸汽的絕對壓力為3Kg

14、/cm2，其汽化熱為R=518.1Kcal/Kg；溶液預(yù)熱到沸點后進(jìn)入蒸發(fā)器，且不計熱損失，則單位蒸汽消耗量為D/W=539.4三518.1=1.04，即每蒸發(fā)1Kg水需要1.04Kg的加熱蒸汽。（2）原料液在溫度低于沸點時加入蒸發(fā)器，這時tVt,則由于有部分加熱蒸汽用于預(yù)熱原料液，而使單位蒸汽消耗量增加，D/WY/Ro（3）原料液在溫度高于沸點時加入蒸發(fā)器，tt，則當(dāng)溶液進(jìn)入0沸蒸發(fā)器后，溫度迅速降至沸點，放出多余熱量而使一部分水分汽化。由于這一部分水分蒸發(fā)并不消耗加熱蒸汽量，所以單位消耗蒸汽量將減少，D/WVy/R。這種由于溶液的初溫高于蒸發(fā)室壓強(qiáng)下的沸點，而放出熱量使部分水分自動汽化的現(xiàn)

15、象稱為自蒸發(fā)。由于實際生產(chǎn)中，總存在熱量損失，即q工0，以上討論只是近似損例2：在單效蒸發(fā)器內(nèi)，將某高分子物的水溶液自濃度5（重量），濃縮到25（重量）。每小時處理2頓原料液。溶液在常壓下蒸發(fā)，其沸點為100C。加熱蒸汽的溫度為130C，汽化熱為520Kcal/Kg。如不計熱損失。試求在下列情況下，加熱蒸汽消耗量及單位蒸汽消耗量？（1）原料液在20C時加入蒸發(fā)器；（2）原料液在沸點時加入蒸發(fā)器；（3）原料液在120C時加入蒸發(fā)器；解：先求水分蒸發(fā)量TOC o 1-5 h zB51W=G（1）=2000（1）=1600Kg1B25查得常壓下蒸汽的汽化熱為539Kcal/Kg；按式，原料液的比熱C

16、=10.05=0.95Kcal/Kg.C；依題意，q口=0。（1）原料液在初溫為20C加入蒸發(fā)器時GC（tt）+W丫+q2000X0.95（10020）+1600X539+010沸0損D=R520=2000Kg/hD2000=1.25公斤加熱蒸汽W1600公斤水分（2）原料液在沸點時加入蒸發(fā)器；Wy1600X539D=1658Kg/hR520D1658公斤加熱蒸汽=1.04W1600公斤水分TOC o 1-5 h z(3)原料液在120C時加入蒸發(fā)器GC(tt)+WY+q2000X0.95(100120)+1600X539+010沸0損D=R520=（-38000）+862400/520=82

17、4400/520=1585Kg/hD1585公斤加熱蒸汽=0.99W1600公斤水分蒸發(fā)器的傳熱面積蒸發(fā)器的傳熱過程可認(rèn)為是恒溫傳熱，可用恒溫傳熱方程式求傳熱面積，即qF=m2KAt式中：q蒸發(fā)器的熱負(fù)荷，Kcal/h；K蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)，Kcal/m2.h.C；t蒸發(fā)器的傳熱溫度差，C。熱負(fù)荷q可由熱量衡算式來確定，通常令q=q，即熱q=DRkcal/h傳熱系數(shù)K一般由實驗測定。蒸發(fā)器中的傳熱溫度差式中的傳熱溫度差A(yù)t為加熱蒸汽與沸騰液之間的溫度差。t=T-tC沸通常加熱蒸汽和二次蒸汽的壓強(qiáng)可由加熱蒸汽管道和蒸發(fā)室上所按裝的壓力表上讀出。根據(jù)這兩個壓強(qiáng)從飽和蒸汽表上查出對應(yīng)的飽和溫度，即加熱

18、蒸汽的溫度TC和二次蒸汽的溫度TC?？蓪ⅲ═-T）稱為視溫度差，即t廠TTC式中所表示的At為傳熱溫度差，也稱為有效溫度差。有效溫度差與視溫度差之間相差的數(shù)值就稱為溫度差損失，以工表示，即=AtAt=（T-Tj（Tt）=tTC視沸沸因此溫度差損失就等于溶液的沸點與二次蒸汽的飽和溫度之差。如果溫度差損失工已知，而二次蒸汽的飽和溫度又可自飽和水蒸汽性質(zhì)表中查得，則溶液的沸點就可求出，即t=T+MC沸溶液的沸點比二次蒸汽的飽和溫度高的原因有以下兩個：a、溶液的蒸汽壓強(qiáng)比純?nèi)軇ㄋ┑恼羝麎簭?qiáng)低，因此在相同的外壓下，溶液的沸點比純?nèi)軇ㄋ┮?。所高出的溫度稱為溶液的沸點升高，以/表示。溶液沸點溫度升

19、高的程度與溶質(zhì)的性質(zhì)、濃度和蒸發(fā)室的壓強(qiáng)有關(guān)。例如常壓下，50%NaOH溶液的沸點為143C，即溶液沸點溫度升高為：=143-100=43，又如常壓下50%食糖溶液的沸點101.8C即沸常點升高為厶/=101.8100=1.8C。一般電解劑溶液的沸點升高很大,常不能忽視。在一般手冊中，可查到各種溶液在常壓下的沸點升高的數(shù)據(jù)，例如從附錄中可查得在常壓下，濃度在23.8%的NaOH溶液的沸點為105C，即常=105-100=5C常非常壓下溶液沸點的升高可以用下列近似公式計算/=仏/c常式中：/任一指定壓強(qiáng)下的溶液沸點溫度升高，C；、/常壓下的溶液沸點溫度升高，C；常f校正系數(shù)，可根據(jù)蒸發(fā)壓強(qiáng)或與蒸

20、發(fā)壓強(qiáng)相對應(yīng)的二次蒸汽的飽和溫度，由下表查出：溶液沸點溫度升高的校正系數(shù)（按照壓強(qiáng)絕對壓強(qiáng)）蒸發(fā)壓強(qiáng)Kg/cm20.060.080.10.150.20.30.40.5f0.640.6650.690.730.760.810.850.88蒸發(fā)壓強(qiáng)Kg/cm20.60.811.522.534f0.910.9511.071.141.191.231.32溶液沸點溫度升高的校正系數(shù)（按照溫度）二次蒸汽溫度C405060708090f0.660.710.760.820.880.94二次蒸汽溫度C100110120125130135f1.001.071.141.181.221.25例3：濃度為20.32%的N

21、aCl溶液在0.5Kg/cm2絕對壓力下沸騰，求溶液沸點升高的數(shù)值？解：從附錄中查出J=5C；從上表查出在0.5Kg/cm2絕對壓力下，f=0.88。故溶液溫度升高為：/=fA，=0.88X5=4.4C常b、蒸發(fā)器中有一定深度的溶液，由于液柱靜壓強(qiáng)的影響，溶液的平均沸點比液面處沸點要高，此差值以符號表示。例如在常壓下，將管內(nèi)的水加熱，管高10m，則上層的水在100C就開始沸騰；底部的水因所受壓強(qiáng)比液面大，要到120C左右才開始沸騰。在蒸發(fā)器中也有這種現(xiàn)象，但由于溶液在蒸發(fā)器內(nèi)并不是靜止?fàn)顟B(tài)，而且大多數(shù)以氣液混合物的狀態(tài)沿管子向上運動，液柱靜壓強(qiáng)的影響比較小，一般為12C。在外熱式和列文式蒸發(fā)器

22、中，因液柱高度較大,較大。在液膜蒸發(fā)器中，由于液體作膜狀流動，可以不考慮。在真空蒸發(fā)時，液體靜壓強(qiáng)的影響要比常壓蒸發(fā)或加壓蒸發(fā)時為大。能使達(dá)到810C或更高。終上所述，溶液的沸點t=+C沸而：t=tC視例4：在0.2Kg/cm2絕對壓下，蒸發(fā)濃度為18.3%（重量）的aOH溶液，液柱靜壓強(qiáng)引起的沸點升高為4.5C。加熱蒸汽的壓強(qiáng)為1.2Kg/cm2絕對壓。求蒸發(fā)器內(nèi)溶液的沸點和有效溫度差。解：查飽和蒸汽表，在1.2Kg/cm2時，T=104.2C；在0.2Kg/cm2時，T，=59.7C；在18.3%的NaOH溶液常壓下的沸點上升、C.常在0.2Kg/cm2下的校正系數(shù)為（查上表）f=0.76

23、；可得/=0.76X7=5.3C；常按題意：=4.5C；故溶液沸點為：t=+厶/+厶=59.7+5.3+4.5=69.5C沸蒸發(fā)器的有效溫度差為：根據(jù)式，t=Tt=104.269.5=34.7C沸例5、10頓/小時的11.6%NaOH溶液在單效蒸發(fā)器內(nèi)蒸濃至18.3%。原料液溫度為20C，傳熱系數(shù)K=1200Kcal/m2.h.C，熱損失為1.0X105Kcal/h，其它操作條件與例4相同。求加熱蒸汽消耗量；蒸發(fā)器的傳熱面積。解：（1）蒸發(fā)水量為：B11.61W=G(1)=10000(1)=3660Kg/h1B18.32加熱蒸汽消耗量為：依題意，t=20C；t=69.5C；C=10.116=0

24、.884Kcal/Kg.C；0沸0q=1.0X105Kcal/h；查蒸汽性質(zhì)表得：R=536.3Kcal/Kg；損Y=563.5Kcal/Kg。將以上數(shù)據(jù)代入式得：GC(tt)+WY+q10沸0損D=R10000X0.884(69.520)+3660X563.5+1.0X105=4840Kg/h536.3蒸發(fā)器的傳熱面積為：qDR4840X536.3=62.3心=62.3心62.5山2KAtKAt1200X34.7以上計算中，求預(yù)熱熱量時是按原料液濃度確定比熱C,因為預(yù)熱是對原料液而言的。在確定溶液沸點時，是按完成液的濃度計算的，因為在循環(huán)式蒸發(fā)器中，溶液完全混合，蒸發(fā)器內(nèi)溶液的濃度就是完成液

25、的濃度。在單程蒸發(fā)器中則按溶液的進(jìn)出口濃度的平均值計算沸點，因此在單程蒸發(fā)器中，溫度差損失比較小。(5)蒸發(fā)器的生產(chǎn)強(qiáng)度一、蒸發(fā)器的生產(chǎn)強(qiáng)度每單位時間內(nèi)，單位傳熱面積所蒸發(fā)的水量，稱為蒸發(fā)器的生產(chǎn)強(qiáng)度，用符號U表示：WKgU=(a)Fm2.h蒸發(fā)器的生產(chǎn)強(qiáng)度由傳熱速率決定，因此要提高蒸發(fā)器的生產(chǎn)強(qiáng)度，就必須從提咼傳熱系數(shù)K和有效溫度差A(yù)t著手。（四）影響蒸發(fā)器生產(chǎn)強(qiáng)度的因素】、t的影響提高加熱蒸汽的壓強(qiáng)和降低冷凝器中的壓強(qiáng)，都能增加有效溫度差。但加熱蒸汽的壓強(qiáng)一般不能超過46Kg/cm2（表壓）。降低冷凝器的壓強(qiáng)必使真空泵消耗更大量的功率，同時蒸發(fā)溫度過低也將使溶液的粘度增大而不利于傳熱，故冷

26、凝器內(nèi)一般絕對壓不低于0.10.2Kg/cm2。由于流體阻力的影響，蒸發(fā)器的真空度略低于冷凝器。2、傳熱系數(shù)K的影響傳熱系數(shù)K值可由下式計算1KcalK=(b)11m2.h.C1R+R壁垢a1溶液的沸騰給熱系數(shù)，a1溶液的沸騰給熱系數(shù)，Kcal/m2.h.C；2R加熱管管壁的熱阻，m2.h.C/Kcal；壁R污垢的熱阻，m2.h.C/Kcal。在通常情況下，加熱蒸汽的給熱系數(shù)a心10000Kcal/m2.h.C，因此1/a不是傳熱的主要阻力。溶液的沸騰給熱系數(shù)a與溶液的性質(zhì)、溶液在容1器內(nèi)的循環(huán)速度有關(guān)。除強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器外，其2它類型蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)受液面高度的影響很大。在膜式蒸發(fā)器中液面維持

27、在管長的1/41/5處，才能保證正常操作。在一般自然循環(huán)式蒸發(fā)器中，則液面維持在管長的1/21/3處時，循環(huán)情況良好，傳熱系數(shù)為最大。這時氣液混合物從加熱管頂端涌出，達(dá)到循環(huán)的目的，液面過低則不能造成循環(huán)，過高則加熱管下部所受靜壓強(qiáng)過大，溶液并不沸騰而使傳熱系數(shù)降低。在多數(shù)情況下，管壁熱阻可以忽略不計。而污垢熱阻會影響傳熱速率。因此在處理易結(jié)垢、結(jié)晶或有腐蝕性的料液時，一方面應(yīng)選擇合適的設(shè)備，防止污垢在傳熱面上沉積（例如選用列文蒸發(fā)器或強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器），另方面應(yīng)采取有效的強(qiáng)制除垢方法，以降低污垢熱阻。（五）多效蒸發(fā)多效蒸發(fā)效數(shù)的限度由前面討論而知，每消耗1Kg加熱蒸汽可以蒸發(fā)出將近1Kg水分。

28、理論上在n效蒸發(fā)器中，通入1Kg加熱蒸汽可以蒸發(fā)出將近nKg水分，即：D/Wl/n。實際上由于蒸發(fā)室中水的汽化熱Y總是比加熱室中蒸汽的潛熱R大（就一個蒸發(fā)器而言），并且不可避免地存在著熱損失，所以多效蒸發(fā)裝置的單位蒸汽消耗量都大于1/n，可參考以下經(jīng)驗數(shù)據(jù)：效數(shù)12345單位蒸汽消耗量D/W1.10.570.40.30.27可見由單效變?yōu)殡p效時，約可節(jié)約50的加熱蒸汽；由四效改為五效則只能節(jié)約10%的加熱蒸汽。設(shè)備費用則隨著效數(shù)增加而增加的。因此當(dāng)效數(shù)增加到一定程度后，由于增加效數(shù)而節(jié)約的蒸汽費用與所增加的設(shè)備費用相比較，可能得不償失。理論與實踐表明，在同樣的操作條件下，由單效改為多效，總是降

29、低生產(chǎn)能力?？梢哉f，多效蒸發(fā)器中加熱蒸汽量的減少是用增加傳熱面積換取的。由于溫度差損失的影響，效數(shù)越多，溫度差損失越大，分配到每效的有效溫度差就越小。當(dāng)效數(shù)增加到一定程度時，當(dāng)因工的增大而使t太小。甚至根本不能操作。為了使蒸發(fā)操作能夠有效進(jìn)行，應(yīng)使各效溶液都處于泡核沸騰狀態(tài)。這時，各效的有效溫度差都不應(yīng)小于57C，效數(shù)太多就不能達(dá)到這一要求。由于以上各條件的限制，在蒸發(fā)燒堿或其它無機(jī)鹽類等電解質(zhì)溶液時，通常不超過23效。蒸發(fā)糖液等沸點溫度上升很小的溶液時，有用到10效的。有關(guān)的參數(shù)附表附表1、某些金屬材料在0100C時的導(dǎo)熱系數(shù)，Kcal/m.h.C金屬重度Kg/ma入金屬重度Kg/m3入銀1

30、050394鋼785040銅8800330不銹鋼790015青銅800055鑄鐵75004080黃銅850080鎳900050鋁2700175鉛1140030鋅7000100錫723050附表2、某些建筑和絕熱材料在0100C時的導(dǎo)熱系數(shù)，Kcal/m.h.C物料重度Kg/m3入物料重度Kg/m3入石棉纖維6000.13乙稀塑料13800.14石棉白云石4500.084泡沫塑料300.04石棉板7700.030.06石棉酚醛塑料17300.36玻璃棉2000.032石棉云母5800.105礦碴棉2500.065紙板7000.1585%氧化鎂粉2160.06建筑用磚17000.60.7鋸木屑23

31、00.060.08耐火磚18400.9(8001100C)纖維板2400.042絕熱磚6000.10.18粒狀軟木450.033混凝土23001.10軟木板1600.040大理石27001.12絨毛氈3000.04玻璃25000.60.7鋁箔200.040瀝青21100.6泥煤磚2200.055耐火生粘土18450.89橫紋松木6000.120.15鍋垢13順紋松木6000.33冰9202干砂15000.30.7夾布膠木13800.21濕砂16500.97硅藻土3005000.060.09橡皮12000.14稻草板2203600.050.09云母2900.5琺瑯23500.751.0附表3、各

32、種液體的導(dǎo)熱系數(shù)，入=Kcal/m.h.C液體名稱溫度(C)0255075100125150丁醇13.413.112.7512.4異丙醇13.212.912.5512.2甲醇（木醇）18.418.1217.817.6乙醇（酒精）16.2515.7515.2514.75醋酸15.214.7514.313.9蟻酸22.422.021.6521.25丙酮15.014.514.013.5513.0硝基苯13.2512.912.612.312.011.7二甲苯11.7511.310.910.4510.19.57甲苯12.1511.711.110.610.29.65苯13.012.4511.911.351

33、0.810.35苯胺16.015.615.214.814.4514.0513.7甘油23.824.0524.3524.624.8525.125.4凡士林油10.7510.6510.510.410.210.19.95蓖麻油15.815.5515.2515.014.714.4514.2附表4、某些水溶液的導(dǎo)熱系數(shù)，入=Kcal/m.h.C溶質(zhì)濃度（重量）溫度C久溶質(zhì)濃度（重量）溫度C久NH326180.39NaCl12.5320.5BaCl21320.525320.41KBr40320.43HSO30320.45KOH21320.560320.3842320.4790320.3KSO2410320

34、.52HCl12.5320.45KCl15320.525320.4130320.4838320.38MgSO22320.51CHCOOH350250.31MgCl11320.5CHCHOH3210120.4529320.4530120.36CuSO418320.550130.27NaBr20320.4970140.2140320.4690150.16NaCO2310320.5附表5、某些氣體在常壓下的導(dǎo)熱系數(shù)，入=Kcal/m.h.C氣體溫度（C）050100200N20.020.0230.0270.033HN30.0180.0220.027H0.140.160.190.22水蒸汽0.0140

35、.0170.0210.028空氣0.0210.0240.0280.034O20.0210.0250.0280.035CH40.0260.031CO0.0190.021CO20.0120.0160.020.027乙烷0.0150.020.027乙烯0.0140.0180.023附表6、某些管內(nèi)流體常用流速范圍流體類別名稱及情況速度范圍（m/s）自來水主管3X103Pa（表壓）1.53.5液自來水支管3X103Pa（表壓）1.01.5工業(yè)供水管8X103Pa（表壓）1.53.5蛇管、螺旋管管內(nèi)冷卻水1.0自流回水0.21.5蒸汽冷凝水0.51.5油及粘度較大的液體0.52淀粉粉漿0.60.8體稀糖

36、蜜（吸入）0.40.5稀糖蜜（排出）0.60.7制冷設(shè)備中的鹽水0.60.8液往復(fù)泵（吸入管：水一類液體）0.71.0往復(fù)泵（排出管：水一類液體）1.02.0離心泵（吸入管：水一類液體）1.52.0離心泵（排出管：水一類液體）2.53.0齒輪泵吸入3.0般氣體1020氣化工設(shè)備上的排氣管2025壓縮空氣12X105Pa1015壓縮空氣16X105Pa1020空氣壓縮機(jī)吸入管1025空氣壓縮機(jī)排入管2025送風(fēng)機(jī)吸入管1015送風(fēng)機(jī)排入管1520真空管道V10煙道氣煙道內(nèi)36體煙道氣管道內(nèi)34二氧化碳5.0飽和水蒸汽2040蒸八、干管3040支管2030分配管2025V8X105Pa(表壓)40

37、60過熱蒸汽主管4060支管3540排氣2550汽二次蒸汽利用時1530不利用時60附表7、常用強(qiáng)度及壓力單位換算牛/毫米2千克力/千克力/千磅力/英頓力/(N/mm)毫米2厘米2英寸2英寸2兆帕(MPa)(Kgf/mm2)(Kgf/cm2)(1000lbf/in2)(tonf/in2)10.10197210.19720.1450380.0647499.8066511001.422330.6349710.0980670.0110.0142230.0063506.894760.70307070.307010.44642915.44431.57488157.4882.241帕（Pa）千克力/磅力/毫米水柱毫巴牛/米2厘米2英寸2(N/m2)(Kgf/cm2)(lbf/in2)(mmHO)2(mbar)10.000010.0001450.1019720.0198066.5114.223310000980.6656894.760.0703071703.07068.94769.806650.0001020.00142210.0980671000.0010200.01450410.19721注：1.牛/毫米2、帕是法定單位，其余是非法定單位。1帕=1牛/米2（N/m2）；1兆帕（MPa）=1牛/毫米2（N