第五章蒸发受热面

锅炉蒸发设备的任务是利用炉膛高温火焰的辐射热加热经省煤器预热后的给水，使水在水冷壁中汽化，从而产生一定数量和品质的饱和蒸汽，送入过热器系统继续加热。

锅炉蒸发设备主要由汽包、下降管、水冷壁、联箱及其连接管道组成。

工质在由这些蒸发设备组成的闭合回路中流动，叫做水循环。

Rankine cycleBrayton cycle在近代动力锅炉中，炉墙上均敷设了水冷壁。

¾中压锅炉的水冷壁是蒸发受热面。

¾高压和超高压锅炉的水冷壁主要是蒸发受热面，但炉膛顶部常布置辐射过热器。

¾直流锅炉中，一部分水冷壁用作加热受热面和过热受热面，但水冷壁仍然主要是蒸发受热面。

¾在超临界压力直流锅炉中，水冷壁是加热水和过热蒸汽。

因此在低于临界压力的各种动力锅炉中，蒸发受热面一般指炉膛水冷壁，传热方式主要是辐射传热。

蒸发受热面炉膛水冷壁——辐射传热 凝渣管束——对流传热 锅炉管束——对流传热12水在回路中循环流动时，下降管侧压差Y xj 等于上升管侧压差Y ssxj xj xj p hg p p Y Δ−=−=ρ12下降管侧ss ss ss p hg p p Y Δ+=−=ρ12上升管侧ss xj ss xj p p hg hg Δ+Δ=−ρρ自然循环的实质：由重位压差造成的循环推动力克服上升系统和下降系统的流动阻力，推动工质在循环回路中改变成为汽流动。

即由于水冷壁管吸热，使水的密度ρxj，并在高度为h的回路中形成了重位压水混合物的密度ρss差。

回路高度越高，且工质密度差越大，形成的循环推动力越大。

工质密度差不仅与压力有关，而且与水冷壁管吸热强度有关。

在正常循环情况下，吸热越多，密度差越大，工质循环流动速度越高；而压力越高，汽、水的密度差降低，工质循环流动速度越低。

ρF构水冷壁的三种类型：光管水冷壁销钉式水冷壁膜式水冷壁焊接的膜式水冷壁、轧制的膜式水冷壁在中小容量锅炉上用得比较广泛的是光管水冷壁。

教案：教科版八年级物理5.3蒸发一、教学内容本节课的教学内容源自教科版八年级物理教材第五章第三节，即“蒸发”。

该部分内容主要包括蒸发的概念、蒸发的过程、蒸发的速率以及蒸发与沸腾的异同点。

详细内容如下：1. 蒸发是液体在任何温度下都能发生的缓慢的汽化现象。

2. 蒸发的过程包括蒸发液面的分子获得足够的能量，从液体相转变为气体相。

3. 蒸发的速率受温度、表面积和液体表面上方的空气流动等因素的影响。

4. 蒸发与沸腾的异同点：相同点是都是液体变为气体的汽化现象；不同点是蒸发在任何温度下都能发生，而沸腾需要在特定的温度（沸点）才能发生；蒸发是缓慢的，沸腾是剧烈的。

二、教学目标1. 让学生理解蒸发的概念，掌握蒸发的过程和影响蒸发速率的因素。

2. 使学生能运用蒸发和沸腾的异同点来解释生活中的现象。

3. 培养学生观察、思考和实验的能力，提高学生的科学素养。

三、教学难点与重点重点：蒸发的概念、过程、速率及其影响因素。

难点：蒸发与沸腾的异同点的理解和应用。

四、教具与学具准备教具：多媒体课件、实验器材（如烧杯、酒精灯、玻璃棒等）。

学具：教材、笔记本、实验报告单。

五、教学过程1. 实践情景引入：利用生活中的实例，如晒衣服、湿头发等，让学生观察和思考这些现象与蒸发有什么关系。

2. 知识讲解：（1）蒸发概念的讲解。

（2）蒸发过程的讲解，引导学生理解蒸发是如何发生的。

（3）讲解影响蒸发速率的因素，如温度、表面积和空气流动等。

（4）讲解蒸发与沸腾的异同点，帮助学生区分这两个概念。

3. 例题讲解：选取与蒸发相关的例题，如计算蒸发过程中的热量变化等，引导学生运用所学知识解决问题。

4. 随堂练习：设计一些关于蒸发的问题，让学生现场解答，巩固所学知识。

5. 实验环节：安排学生进行蒸发实验，观察和记录蒸发过程中的现象，培养学生的实验操作能力和观察能力。

六、板书设计板书内容主要包括蒸发的概念、蒸发的过程、蒸发的速率以及蒸发与沸腾的异同点。

七、作业设计1. 描述蒸发和沸腾的异同点，并举例说明。

第五章锅炉蒸发受热面概述•锅炉内工质状态变化过程1、水的加热：给水温度→饱和温度（压力不变）2、水的蒸发：饱和水→饱和蒸汽（温度不变）3、蒸汽过热：饱和蒸汽→额定参数下过热蒸汽•受热面类型1、省煤器2、蒸发受热面3、过热器概述概述自然循环锅炉蒸发受热面系统概述1-省煤器2-前墙水冷壁3-右墙水冷壁4-后墙水冷壁5-汽包6-供水管分配器7-左墙水冷壁8-省煤器再循环管9-后墙悬吊管10-集中下降管11-供水管12-汽水混合物引出管概述•省煤器再循环管的作用?•循环倍率1、自然循环锅炉：K=4~102、控制循环锅炉：K=2~5概述直流锅炉蒸发受热面系统1-给水泵2-省煤器3-水冷壁4-分离器5-再循环泵6-过热器概述•锅炉受热面由两大部分组成：炉膛受热面、对流受热面。

•炉膛受热面又称水冷壁，传热方式主要以辐射换热为主。

对于小型工业锅炉，还有部分锅筒表面参与换热。

•炉膛内，进入炉膛的燃料与空气混合后着火燃烧产生的高温火焰和烟气，通过辐射把热量传递给四周的水冷壁管，水在水冷壁管内受热蒸发产生饱和蒸汽。

概述•电站锅炉的对流受热面包括过热器、再热器、省煤器、空气预热器，通过烟气的对流换热（兼有辐射换热），将饱和蒸汽进一步加热为过热蒸汽或再热蒸汽。

•尾部对流受热面有两部分：¾省煤器：将给水在进入锅筒前预先加热到某一温度(通常低于饱和温度或达到饱和温度)。

¾空气预热器：空气在进入炉膛之前被加热到一定温度，以改善炉内的燃烧过程，同时降低排烟温度，提高锅炉的热效率。

一、锅筒•锅筒又称汽包，是用一定厚度的锅炉钢板焊接而成，两端焊有两个封头，形成的一个压力容器。

采用吊箍方式悬吊在炉顶大梁上，横置布置。

•长25~28m，直径1700~1800mm，厚130~200mm。

125t/h干熄焦（中日联/水钢11B50）一、锅筒•工作原理¾锅筒对于一般锅炉来说是必不可少的，它是锅炉中蒸汽与水的汇集场所。

第五章蒸发evaporationξ5－1 蒸发过程概述1．蒸发的概念2．蒸发操作的目的3．蒸发流程4．蒸发过程的分类5．蒸发操作的特点ξ5－2 蒸发设备一.常用蒸发器的结构与特点1．循环型蒸发器2．单程型蒸发器3．直接接触传热的蒸发器二.蒸发器的选型1、蒸发器改进与发展2、蒸发器性能的比较与选型ξ5－1 蒸发过程概述(summarize of evaporation process）1．蒸发的概念将含有不挥发溶质的溶液加热沸腾，使其中的挥发性溶剂部分汽化从而将溶液浓缩的过程称为蒸发。

蒸发操作广泛应用于化工、轻工、制药、食品等许多工业中。

2．蒸发操作的目的(purpose of evaporation manipulation）工业蒸发操作的主要目的是：（1）稀溶液的增浓直接制取液体产品，或者将浓缩的溶液再经进一步处理（如冷却结晶）制取固体产品，例如稀烧碱溶液（电解液）的浓缩、蔗糖水溶液的浓缩以及各种果汁、牛奶的浓缩等等；（2）纯净溶剂的制取，此时蒸出的溶剂是产品，例如海水蒸发脱盐制取淡水。

（3）同时制备浓溶液和回收溶剂，例如中药生产中酒精浸出液的蒸发。

工业上被蒸发的溶液多为水溶液，故本章的讨论仅限于水溶液的蒸发。

原则上，水溶液蒸发的基本原理和设备对其它液体的蒸发也是适用的。

3．蒸发流程 (evaporation flow path）按照分子运动学说，当液体受热时，靠近加热面的分子不断地获得动能。

当一些分子的动能大于液体分子之间的引力时，这些分子便会从液体表面逸出而成为自由分子，此即分子的汽化。

因此溶液的蒸发需要不断地向溶液提供热能，以维持分子的连续汽化；另一方面，液面上方的蒸汽必须及时移除，否则蒸汽与溶液将逐渐趋于平衡，汽化将不能连续进行。

【播放动画】液体蒸发过程5-1液体蒸发的简化流程如图片5-1所示，其主体设备—蒸发器由加热室和分离室两部分组成，其中加热室为一垂直排列的加热管束，在管外用加热介质（通常为饱和水蒸汽）加热管内的溶液，使之沸腾汽化。