实验五 蒸发实验

1.实验目的
1.1熟悉管式薄膜蒸发器的基本构造及其流程。
1.2学习蒸发设备性能的查定方法

2.实验任务
确定管式薄膜蒸发器的蒸发强度、耗汽率和传热系统。

3.实验设备简介
    本实验用之蒸发器为升一降膜式，由14根不锈钢管组成，壳体用无缝钢管制造，其主要尺寸如下：
壳体直径（毫米）  φ168×5
加热管直径（毫料）φ19×2
加热管根数            14
加热管有效长度（毫米） 1950
传热面积（平方米）
列管程数               2
  实验设备流程如图5-1所示。加热蒸汽由壳程上部进入，其冷凝液由壳程下部径套管式，预热器及疏水器排出。料液利用加热蒸汽废热预热，然后进入蒸发器，先升膜后降膜而完成浓缩过程，浓缩料液与二次蒸汽一起进入分离器，浓缩液由底部出，经冷却器至产品贮桶；二次蒸汽射从上部经真空管道，由水力喷射泵抽走。

4.实验原理及方法

4.1 蒸发强度（u）这是指单位传热面积在单位时间内所蒸发的水量，亦即所获得的二次蒸气量。

式中；w——蒸发水量（公斤/小时）
       F——传热面积（米2）

4.2 耗汽率（d）这是指蒸发一公斤水所消耗的蒸汽量，它是衡量蒸发设备蒸汽利用率的一个指标。
式中：D——加热蒸汽消耗量（公斤/小时）
蒸汽消耗量可由蒸汽冷凝水量而得。
4.3 传热系数（K）这和“实验四”是一样的，也是以传热方程式为依据。

式中：q——单位时间的传热量（千焦/小时）
F——传热面积（米2）

1. tm—传热温度差（℃）

      q=wr (千焦/小时)
式中：r——水在二次蒸汽压强下之汽化热（千焦/公斤）

    上式是按沸点进科来计算传热量q的，若不是沸点进科，传热量如何计算？尚需测取那些数据？如用加热蒸汽的消耗量来计算q的，要测取那些数据？如何计算？
△tm=T－t（℃）
式中：T——加热蒸汽温度（℃）
t——料液沸点（℃）
加热蒸汽温度（T）可由其压强查出，但料液的沸点（t）则有些麻烦，因为在薄膜蒸发器中，料液是沿着加热管而逐渐增浓的，而溶液的沸点是随其浓度增大而上升的，即料液的沸点是个变数，你认为t值应如何测取较合理？

5.实验操作步骤
5.1检查管路流程，主要是各阀门的启闭是否正确。
5.2启动真空系统，控制真空度
5.3开启进科阀，控制真空度
5.4向产品冷却器供水
5.5操作稳定后（各处压力、温度、料液流量等）开始测取数据
5.6产品贮桶共有两个，轮流使用，取产品时要先关闭贮桶上出料阀，然后将该阀贮桶通入大气，即可取出产品。
5.7停机时，先停止供水，后停止进料，然后确良停止抽真空及关闭冷却水。
注意：操作期间，进科管口必须在料液中，不能露空，以免空气突然涌是蒸发室，而破坏正常操作。

6.实验报告揭示
6.1参考下列格式，列出测定结果。
实测数据

6.2列出根据实验数据及计算需要所查取的有关参数。
6.3计算，计算后作出蒸发器的工作特性表。

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