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薄膜蒸发器优化设计
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薄膜蒸发器作为一种新型高效的蒸发设备,其广泛应用为工业生产带来了巨大的经济效益,在真空薄膜蒸发器的设计中,传热部分的计算关系到整个蒸发器产出高质量产品的重要依据。

一、蒸发概述

蒸发是重要的化工单元操作之一,蒸发操作是用加热的方法,在沸腾状态下,使溶液中的水分或其他具有挥发性的溶剂、部分汽化移除,其溶液中溶质数量不变,从而使溶液被浓缩。因此,蒸发过程是一个热量传递过程。

工业生产中蒸发操作的主要有三个:

1、为了提高水溶液中溶质的浓度。

2、为了浓缩溶液和回收溶剂。

3、通过蒸发制备纯净的溶剂。

蒸发操作可在加压、常压、真空下进行,为了保持产品生产过程的系统压力,则蒸发需在加压状态下操作。对于热敏性物料为了保障产品质量,在较低温度下蒸发浓缩,则需采用真空操作以降低溶液的沸点。因此,一般无特殊要求的溶液,则采用常压蒸发为宜。

二、薄膜蒸发器概述

薄膜蒸发器又称机械搅拌式薄膜蒸发器,它具有普通蒸发器无法比拟的优点,广泛应用于化工、轻工、制药、环保、食品等行业,为工业生产带来了巨大的经济效益。

三、薄膜蒸发器优化设计

薄膜蒸发器产品的设计现状是:工作效率低,劳动强度大,影响了产品设计和开发周期。薄膜蒸发器设计辅助软件,能极大的减少设计计算量,提高设计效率,具有较高的工程应用价值。

设计主要是对真空薄膜蒸发器的传热部分进行优化设计,针对物料在薄膜蒸发器的传热过程,参数对薄膜蒸发器传热效率的影响等方面,对薄膜蒸发器优化设计,提高产品质量。

进料温度对薄膜蒸发器的传热部分有很大影响,薄膜蒸发器与其他蒸发器一样,传递热量主要是用以汽化潜热,在沸点或者接近沸点进料,能比较合理的利用传热面积。

1、进料温度低。如果在低于操作条件下的沸点进料时,则相当的蒸发面积仅用于预热,而减少了作为蒸发的传热面积,因为预热时的给热系数大大低于蒸发时的给热系数。

2、进料温度高,可以降低料液的粘度,有助于料液在加热面上呈膜状分布。进料温度大大超过蒸发器内的沸腾温度,则料液产生闪蒸,这种现象在高真空的蒸发器中更为显著,它容易引发起泡,或者二次蒸汽流中夹带液滴。

3、在常用的换热设备中,接触料液壁一侧,它的液膜给热系数与粘度,湍流度有关。

四、各种因数对传热系数的影响

1、进料量的影响。在进料量过小时,加热面不能得到充分的湿润,致使一部分加热面得不到利用。

2、进料温度的影响。料液要预热到接近沸点温度,进料温度低时则一部分加热面作用预热,影响处理量。

3、加热壁材质的影响。料液蒸发侧的给热系数可达400~1500,所以加热材质对总传热系数的影响不可忽视。

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