正航儀器詳細介紹蒸發(fā)器的工藝計算
1  溶液的沸點和溫度差損失
     蒸發(fā)計算中需要知道溶液的沸點。一定壓強下，溶液的沸點較純水的要高，兩者沸點之差稱為溶液的沸點升高。一般稀溶液或有機溶液的沸點升高值較??；而無機鹽溶液的則較大，有時可達六、七十度或更高。對于同一種溶液，沸點升高值隨溶液濃度及蒸發(fā)器內液柱高度而異，濃度越大、液柱越高，沸點升高值越大。
     溶液沸點升高的計算式為：
     Δ= t - T’                                            (1-7)
式中 Δ--溶液的沸點升高，℃ ；
      t--溶液的沸點，℃ ；
     T’--與溶液壓強相等時水的沸點，即二次蒸汽的飽和溫度，℃ 。
     蒸發(fā)操作中，當加熱蒸汽溫度T 一定時，由于溶液的沸點升高，使蒸發(fā)器中的傳熱有效溫度差Δt小于未考慮沸點升高時理論上的傳熱溫度差ΔtT，由于沸點升高使傳熱溫度差降低，故溶液的沸點升高又稱為傳熱的溫度差損失，即：
       ΔtT-Δt=Δ                                         (1-8)
或     Δt=ΔtT-Δ                                         (1-8a)
式中Δt--傳熱的有效溫度差，℃ ； 
    ΔtT——理論上的傳熱溫度，℃ ； 
例如，某蒸發(fā)操作中加熱蒸汽的壓強為200kPa，相應的飽和溫度為120.2℃，分離室壓強為70kPa，若蒸發(fā)的是純水，純水在70kPa壓強下的沸點為88.9℃，故：
有效的溫度差=120.2-89.9=30.3 ℃
若蒸發(fā)的為某種溶液，在上述條件下溶液的沸點為95℃，故：
    有效溫度差＝120.2—95=25.2 ℃ 
    因此，溶液沸點升高為:95—89.9＝5.1℃，溫度差損失為：30.3—25.2＝5.1 ℃，
即在一定操作條件下溶液的沸點升高等于傳熱的溫度差損失。
蒸發(fā)過程中引起溫度差損失的原因有：(1)因溶液的蒸汽壓下降而引起的溫度差損失；(2)因加熱管內液柱靜壓強而引起的溫度差損失；(3)因管路流體阻力而引起的溫度差損失。故總溫度差損失為：
Δ=++                                          (1-9)
1.1由于溶液蒸汽壓下降而引起的溫度差損失
    由于溶液蒸汽壓下降而引起的溫度差損失為：
    Δ’= tA*-T’                                           (1-10)
    溶液的沸點主要與溶液的類別、濃度及操作壓強有關，一般由實驗測定，常壓下常見溶液的沸點列于附錄。
有時蒸發(fā)操作在加壓或減壓下進行，因此必須求出各種濃度的溶液在不同壓強下的沸點。當缺乏實驗數(shù)據(jù)時，可以用下式先估算出沸點升高值，即：
Δ’ =ƒΔa’                                           (1-11)
式中Δª’——常壓下由于溶液蒸汽壓下降而引起的沸點升高(即溫度差損失)，可由實驗測定的tA值求得 ℃ ；
    Δ’ --- 操作壓強下由于溶液蒸汽壓下降而引起的沸點升高，℃ ；
     ƒ  --- 校正系數(shù),無因次。其經(jīng)驗計算式為：
                                          (1-12)
式中T’—操作壓強下二次蒸汽的溫度，℃
    r’—操作壓強下二次蒸汽的汽化熱，kJ／kg 。
1.2因加熱管內液柱靜壓強而引起的溫度差損失
某些蒸發(fā)器的加熱管內積有一定高度的液層，液層內各截面上的壓強大于液體表面壓強,因此液層內溶液的沸點高于液面的，液層內部沸點與表面沸點之差即為因液柱靜壓強而引起的溫度差損失。為了簡便，計算時往往以液層中部的平均壓強Pm及相應的沸點為TAm為準，中部的壓強為：
                                              (1-13)
式中  Pm——液層中部的平均壓強，Pa；
      P’——液面的壓強，即二次蒸汽的壓強，Pa；
      ɡ--重力加速度，m／s2；
      ρ——液體密度，kg／m3；
      l--液層深度，m 。
為了簡便，常根據(jù)平均壓強Pm查出純水的相應沸點，故因靜壓強而引起的溫度差損失為：
=tpm-tp’                                           (1-14)
式中  tpm——與平均壓強Pm相對應的純水的沸點，℃
      tp’——與二次蒸汽壓強P’相對應的水的沸點，℃
由于溶液沸騰時液層內混有氣泡，故液層的實際密度較式1—14采用的純液體密度要小，因此用式1-14算出的值偏大。此外，當溶液在加熱管內的循環(huán)速度較大時，就會因流體阻力使平均壓強增高，式1-13中并沒有考慮這項影響，但可以抵消前述的部分誤差?？梢?，由式1-14求出的值僅為估計值。
1.3由于管路流體阻力而引起的溫度差損失
    蒸發(fā)中二次蒸汽由前效經(jīng)管路送至下效作為加熱蒸汽，因管道流體阻力使二次蒸汽的壓強稍有降低，溫度也相應下降，一般約降1°C ,例如前效二次蒸汽離開液面時為95°C ,經(jīng)管路送到后效時降為94℃,致使后效的有效溫度差損失1℃,這種損失即為因管路流體阻力而引起的溫度差損失。的計算相當繁瑣，一般取效間二次蒸汽溫度下降1℃,末效或單效蒸發(fā)器至冷凝器間下降1～1.5℃。
     應予指出，在蒸發(fā)過程的計算中，溶液的沸點是基本數(shù)據(jù)。溶液的溫度差損失不僅是計算沸點所必需的，而且對選擇蒸汽的壓強（或其他加熱介質的種類和溫度）也是很重要的。例如若溫度差損失很大時，沸點就很高，因而必須相應的提高加熱蒸汽的壓強，以保證具有必要的傳熱溫度差。 
2  單效蒸發(fā)的計算
    單效蒸發(fā)的計算項目有：(1)單位時間內蒸發(fā)出的水分量，即蒸發(fā)量；(2)加熱蒸汽的消耗量；(3)蒸發(fā)器的傳熱面積。
    通常，生產(chǎn)任務中已知的項目有：(1)原料液流量、組成與溫度；(2)完成液組成；(3)加熱蒸汽的壓強或溫度；(4)冷凝器的壓強或溫度。