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第四章 蒸发

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第四章 真空蒸发镀膜法

第四章 真空蒸发镀膜法
阴影效应： 阴影效应： 由于蒸发产生的气体分子直线运动， 由于蒸发产生的气体分子直线运动，使薄膜 局部区域无法镀膜或膜厚各处不一的现象
第五节 蒸发源的类型
真空蒸发所采用的设备根据其使用目的不同 可能有很大的差别， 可能有很大的差别，从最简单的电阻加热蒸 镀装置到极为复杂的分子束外延设备， 镀装置到极为复杂的分子束外延设备，都属 于真空蒸发沉积的范畴。 于真空蒸发沉积的范畴。 在蒸发沉积装置中， 在蒸发沉积装置中，最重要的组成部分就是 物质的蒸发源。 物质的蒸发源。
第一节 真空蒸发镀膜原理
定义：真空蒸发镀膜(蒸镀) 一．定义：真空蒸发镀膜(蒸镀)是 在真空条件下， 在真空条件下，加热蒸发物质使 气化并淀积在基片表面形成固 之气化并淀积在基片表面形成固 体薄膜，是一种物理现象。 体薄膜，是一种物理现象。 广泛地应用在机械、电真空、 广泛地应用在机械、电真空、无 线电、光学、原子能、 线电、光学、原子能、空间技术 等领域。 等领域。 加热方式可以多种多样。 加热方式可以多种多样。
24
P (P ) v a
MT 22 P (Torr) ≅ 3.51×10 v 分子/(厘 2 ⋅ 秒 米 ) MT
分 /(厘 2 ⋅ 秒 子 米 )
m M −4 Rm = mRe = P ≅ 4.37×10 P (Pa) 克/(厘米2 ⋅ 秒 ) V V 2π RT T M ≅ 5.84×10 P (Torr) 克/(厘 2 ⋅ 秒 米 ) V T
三个基本过程： 四. 三个基本过程：
（1）加热蒸发过程，包括由凝聚相转变为气相（固相或液相 ）加热蒸发过程，包括由凝聚相转变为气相（ →气相）的相变过程。每种蒸发物质在不同温度时有不同的 气相）的相变过程。 气相 饱和蒸气压，蒸发化合物时，其组合之间发生反应， 饱和蒸气压，蒸发化合物时，其组合之间发生反应，其中有 些组成以气态或蒸气进入蒸发空间。 些组成以气态或蒸气进入蒸发空间。 （2）气化原子或分子在蒸发源与基片之间的输运，即这些粒 ）气化原子或分子在蒸发源与基片之间的输运， 子在环境气氛中的飞行过程 飞行过程。 子在环境气氛中的飞行过程。飞行过程中与真空室内残余气 体分子发生碰撞的次数， 体分子发生碰撞的次数，取决于蒸发原子的平均自由程以及 从蒸发源到基片之间的距离，常称源-基距 基距。 从蒸发源到基片之间的距离，常称源 基距。 淀积过程， （3）蒸发原子或分子在基片表面上的淀积过程，即蒸气凝聚、 ）蒸发原子或分子在基片表面上的淀积过程 即蒸气凝聚、 成核、核生长、形成连续薄膜。由于基板温度远低于蒸发源 成核、核生长、形成连续薄膜。 温度， 温度，因此沉积物分子在基板表面将发生直接从气相到固相 的相转变过程。 的相转变过程。

第四章-蒸发

第四章-蒸发

法除去，否则不但损失物料，而且会对冷凝设备、蒸发器的传热面产生 污染，降低热流量
二、影响蒸发效率的因素

生产强度：单位时间、单位传热面积上所蒸发的溶剂或水Βιβλιοθήκη 量。（表示蒸发设备的效率）
W K t m U A i t
U——生产强度；W——蒸发量；A——蒸发器的传热面积
K——蒸发器的传热总系数；△tm——加热蒸汽饱和温度与溶液沸点之差
原理：料液预热到接近沸点时由
蒸发器底部送入，进入加热管时
立即受热沸腾汽化，溶液在高速 上升的二次蒸汽带动下，沿管壁 边呈膜状向上流动边蒸发。到达 分离室后，完成液与二次蒸汽分 离后由分离室底部排出。
气冷凝所致，而真空装置仅是抽吸蒸发系统泄漏的空气、物料及冷却
水中溶解的不凝性气体和冷却水饱和温度下的水蒸气等，冷凝器后必 须安真空装置才能维持蒸发操作的真空度。常用的真空装置有喷射泵、 水环式真空泵、往复式或旋转式真空泵等。
4、 常用的蒸发设备
（1）循环型蒸发器
特点：溶液在蒸发器中循环流动，溶液在蒸发器内停留时间长，溶 液浓度接近于完成液浓度。
3 ）外热式蒸发器
操作流程（通常采用真空蒸发工艺）

先开真空阀，抽至一定真空度，
进料，关闭进料阀；

开启蒸气阀门，加热；

抽样检查，达到规定的浓缩程度
后，关闭真空系统，蒸气阀门， 室内恢复常压后，打开放料阀。
3 ）外热式蒸发器
优点：

降低了整个蒸发器的高度，便于 清洗和更换；

循环速度较高，使得对流传热系 数提高；
有利于蒸发进行。 有效成分耐热，溶剂无毒、无害、不易燃烧、无 经济价值者可用此方法。
（一）常用蒸发方法

第四章--蒸发器

第四章--蒸发器

越接近冷表面处饱和空气的状态，理想情况下出口空气的状态可以
达到点S的状态。
理想情况下空气与蒸发器冷表面的换热热流量max (KW )为：
max qm (h1 hs )
实际情况下的换热热流量为： qm (h1 h1)
接触系数s：s

h1 h1 h1 hs
只有部分传热面积与液态制冷剂相接触，表面传热系数 相对较小； 充液量少，润滑油容易返回压缩机；
依靠泵强迫制冷剂在蒸发器中 循环，液体循环速度大小由泵 调节，制冷剂循环量是蒸发量 的几倍，沸腾换热强度较高， 润滑油不易在蒸发器内积存。
依靠泵把制冷剂喷淋在传热面 上，蒸发器中制冷剂充灌量很 少，液柱高度不会对蒸发温度 产生影响。
交换热流量为：
ds （a t-ts）dA
式中：a 外表面的显热传热系数，W /(m2 K )
（t-ts） 湿空气与水膜之间的温度差，基本等于湿空气干球温度与
外壁面温度之差。
在微元面上的潜热交换热流量dl =（d-ds）rdA 式中： --传湿系数，kg/(m2 s)；
t0 Z p0 Z 系数，K / kPa，对于不同制冷剂仅为饱和温度t0的函数， 可查140页的表4 4。 3、制冷剂液体高度对蒸发器传热的影响。 4、制冷剂在微细内翅管中的沸腾换热： 传热的增强明显大于压降的增加，成本比较低。
微细内翅管剖面图
5、纯制冷剂在管内的沸腾换热
TP 1
d,ds 湿空气、水膜表面饱和湿空气的含湿量，kg / kg（干空气）； r--水的比潜热，J/kg。
在微元面上总交换热流量
d=ds dl [a (t ts ) (d ds )r]dA
引入路易斯数Le

化工原理自测题

化工原理自测题

第四章 蒸发1、用一单效蒸发器将2500kg/h 的NaOH 水溶液由10%浓缩到25%（均为质量百分数），已知加热蒸气压力为450kPa ，蒸发室内压力为101.3kPa,溶液的沸点为115℃，比热容为3.9kJ/(kg ·℃)，热损失为20kW 。

试计算以下两种情况下所需加热蒸汽消耗量和单位蒸汽消耗量。

（１）进料温度为25℃；（2）沸点进料。

解：（1） 求水蒸发量W应用式（4-1）kg/h 1500)25.01.01(2500)1(10=-=-=x x F W（2）求加热蒸汽消耗量应用式（4-4） r Q Wr t t FC D L010')(++-=由书附录查得450kPa 和115℃下饱和蒸汽的汽化潜热为2747.8和2701.3kJ/kg 则进料温度为25℃时的蒸汽消耗量为：kg/h 18208.2747102.71005.41078.88.27473600203.27011500)25115(2500465=⨯+⨯+⨯=⨯+⨯+-⨯=D 单位蒸汽消耗量由式（4-5a ）计算，则21.1=W D原料液温度为115℃时kg/h 15008.27473600203.270115002=⨯+⨯=D单位蒸汽消耗量0.12=W D由以上计算结果可知，原料液的温度愈高，蒸发1 kg 水所消耗的加热蒸汽量愈少。

2、试计算30%（质量百分数，的NaOH 水溶液在60 kPa （绝）压力下的沸点。

解：''ΔT t A +=T ‘查 蒸汽在600kPa 下的饱和温度为85.6℃，汽化潜热为2652kJ/kg'Δ由式（4-9） 常''f ΔΔ=可求其中 f 由式（4-10）求得，即785.01.2652)2736.85(0162.0')273'(0162.02=+=+=r T f查附录 常'Δ为160℃则 常'Δ=160-100=60℃1.47785.060'=⨯=∴Δ℃即 7.1321.476.85=+=A t ℃3、在一常压单效蒸发器中浓缩CaCl 2水溶液，已知完成液浓度为35.7％（质分数），密度为1300kg/m 3，若液面平均深度为1.8m ，加热室用0.2MPa （表压）饱和蒸汽加热，求传热的有效温差。

第四章 大气中的水分

第四章 大气中的水分

Ei E过冷却水面-E冰面
冰分子脱出冰面所受 的束缚比水分子脱出 水面的束缚大
E冰面 E过冷却水面 100%
冰晶和过冷却水滴共存情况在云中很普遍 冰晶效应 如果实际水汽压处于两者的饱和水汽压之间:
es (过冷却水滴) ea (实际水汽) es (冰晶)
蒸发
凝华
水滴不断蒸发而减小，冰晶因不断凝华而 增大，在冰和水之间水汽转移现象。 冰晶效应：这种由于冰水共存引起冰水间的 水汽转移的作用
E＞e 未饱和 蒸发 E=e 饱和 动态平衡 E＜e 过饱和 凝结
4
水 融解线
蒸发线
升华线
水的三种相态分别存在于不同的温度和压强条 件下: (1)水只存在于0℃以上的区域，冰只存在于0℃ 以下的区域，水汽虽然可存在于0℃以上及以下的区 域，但其压强却被限制在一定值域下。
蒸发过程：较大动能水分子脱出液面使液面温 度降低。如果保持其温度不变，必须自外界供给热 量，这部分热量等于蒸发潜热L，L 与温度t有如下 的关系：
第四章 大气中的水分
凝结
水汽输送
凝结
降水
蒸发 植物蒸腾
湖
降水
地表径流 地下径流
蒸发
海洋
下渗
地球上水分循环过程对地-气系统的热量平衡和 天气变化起着非常重要的作用
（一） 蒸发和凝结的基本原理
大气中 （二） 地表面和大气中的凝结现象 的水分
（三） 降水及人工影响天气
（一）蒸发和凝结的基本原理
1、水相变化
辐射雾多发生 在夜长、气温低的 冬季。只要满足条 件，在大部分地区 均可形成。
29
（4）混合冷却：当温差较大，且接近饱和的两 团空气水平混合后，也可能产生凝结。由于饱和水 汽压随温度的改变呈指数曲线形式，就可能使混合 后气团的平均水汽压比混合气团平均温度下的饱和 水汽压大。

蒸发

蒸发
(1)温度差损失和有效温度差 结论： ▲当完成液浓度相同时，多效蒸发中各效温度差损失之和 大于单效蒸发； ▲当理论传热温度差一定时，多效蒸发的各效有效传热温 度差之和小于单效蒸发。
(2)经济性 结论： ▲多效蒸发的生蒸气经济性 （W/D） 理论值与效数成正 比，其经验值也随效数增多而增加，但不成正比。
加热蒸汽 D,Ts,H
加热室
冷凝液
D,Ts,hc
完成液（FW),w1,t1,c1,h
1
单效蒸发的物料衡算，热量衡算 示意图
2、加热蒸汽消耗量的计算
对蒸发器进行热量衡算得：
DH Fh0 WH 'Lh1 D hc QL 或Q D(H hc ) WH 'Lh1 Fh0 QL 式中Q 加热蒸汽消耗量，kg / h H 加热蒸汽的焓，kJ / kg H ' 二次蒸汽的焓，kJ / kg
逆流加料流程
加热 蒸气
不凝性气体 冷却水
料液
完成液
水
逆流加料蒸发流程
即加热蒸气走向与并流相同，而物料走向则与并流相反。 这种加料的特点是各效中的传热系数较均匀，适于处理黏度 随温度变化较大的物料。
平流加料流
料液
加热 蒸气
不凝性气体 冷却水
水
平流加料蒸发流程
即加热蒸气走向与并流相同，但原料液和完成液则分别从各 效中加入和排出。这种流程适用于处理易结晶物料。
几个概念 * 加热蒸汽(生蒸汽)：蒸发过程所用的加热蒸汽； * 完成液：浓缩后的溶液； * 单效蒸发 ：产生的二次蒸汽不加利用，直接冷凝排出； * 多效蒸发：二次蒸汽作为串联使用的下一个蒸发器的加热蒸汽。
三、蒸发操作的分类
按操作方式：间歇式、连续式； 按二次蒸汽的利用情况：单效蒸发、多效蒸发； 按操作压力：常压、加压、减压（真空）； 真空蒸发的优点：提高传热温差、利用低压蒸汽作为热源、 对热敏性物料的蒸发有利。

新课标人教版蒸发PPT教学课件


B. H2O2被还原成H2O.
C.该反应不属于氧化还原反应 D.此反应可用于检验Cr2O72-
练习 2
已知药剂乌洛拖品是一 种生物碱,该共价化合物含 C .H .N三种元素,每个分子内有四个N原子,且四个N原 子排列成内空的四面体(如白磷分子),每两个N原子间都 镶嵌着一个C原子,又知其分子内没有C-C单键和C=C不 饱和键,则
单键 双键和 叁键
共价键： 键长 键能 键角
极性键 非极性键 A-B A-A
共价键理论要点：
1、饱和性： 如：Ｈe Ｃ ４价；Ｈ １价；Ｏ ２价。 ＣＨ４ ＣＨ３ ＣＨ５ －ＣＨ３ 化合价与价键数有区别
2、方向性：
例1
例2
二、分子结构
常见”分子”的结构
Cl2 、O2 、N2 . H2O 、 CO2 、 NH3 .P4
结束ห้องสมุดไป่ตู้
水 和 酒 精 自 然 蒸 发
蒸 发 吸 热 的 应 用
影 响 蒸 发 快 慢 的 因 素
洒水车
在夏日的都市， 洒水车给人们带 来一阵阵的清 凉．
一、化学键
化学键
离子键: 离子化合物--离子晶体 共价键： 金属键：
离子键的形成过程 ：
共价键的形成过程 ：
配位键的形成过程 ：
共价键的键参数
影响蒸发快慢的因素（点击演示视频）
影响蒸发快慢的因素
液体的温度． 液体的表面积． 液体表面的空气流动．
想一想：
加快蒸发的具体办法． 减慢蒸发的具体方法．
影响蒸发快慢的因素
不同的液体在相同的情况下蒸发快慢也不同．
水和酒精的蒸发比较（点击进行视频演示）
洒水车
（点击观看图片）
蒸发吸热
液体在汽化的过程中需要吸收热量． 蒸发是汽化的一种方式同样需要吸收热 量． 蒸发吸热的应用（点击进行视频演示）

七上科学第四章第六节汽化与液化第一课时蒸发


THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
你认为蒸发的应用前景如何？
节能环保
随着能源和环境问题的日益严重，利用蒸发进行干燥等操作可以减 少能源消耗和环境污染，因此具有广阔的应用前景。
高效利用资源
通过研究影响蒸发的因素，可以更好地控制和利用资源，提高生产 效率。
拓展应用领域
随着科技的发展和人们对于生活品质要求的提高，蒸发的应用领域将 不断拓展，例如在医疗、环保、能源等领域的应用将更加广泛。
质。
02 影响蒸发的因素
温度对蒸发的影响
总结词
温度越高，蒸发越快
详细描述
温度是影响蒸发快慢的重要因素。随着温度的升高，液体分子获得更多的能量， 从而更容易摆脱液体的束缚，变成气体分子，因此蒸发速度加快。在炎热的夏季 ，由于气温较高，地面水分蒸发较快，导致空气湿度较低。
湿度对蒸发的影响
总结词
湿度越低，蒸发越快
详细描述
湿度是空气中水蒸气含量的多少，它也影响蒸发的速度。在湿度较高的环境中，空气中的水蒸气已经很多，因此 水分蒸发的速度会减慢。而在湿度较低的环境中，空气中的水蒸气较少，水分更容易蒸发。例如，在沙漠等干燥 地区，由于湿度较低，水分蒸发较快。
风速对蒸发的影响
总结词
风速越大，蒸发越快
详细描述
风速对蒸发的影响主要表现在它可以加速液体表面的空气流动。当风速较大时，液体表面的空气流动 加快，这有助于将更多的新鲜空气带入液体表面，从而加速水分的蒸发。在微风或大风的情况下，水 分蒸发速度都会有所增加。
4. 改变环境温度和湿度， 重复实验步骤，观察温 度和湿度对蒸发的影响。
实验结果与结论
通过实验，可以得出以下 结论
1. 不同材质的布料对蒸发 速度有显著影响，其中透 气性好的布料蒸发速度更 快。

第四章 冷凝器和蒸发器


板式换热器（冷凝器、蒸发器）
Outlet refrigerant Inlet water
Inlet refrigerant Outlet water
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板式换热器（冷凝器、蒸发器）
A向 A B B向
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
制冷剂 水
23
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23
2014/6/2
二、冷凝器的热工性能
1. 不同冷凝器的传热性能比较
2014/6/2
9
卧式壳管式冷凝器的主要优点

传热系数较高，耗水量较少，操作管理方便，但是要 求冷却水的水质要好，清洗水垢时不太方便，需要停 止冷凝器的工作。 这种冷凝器一般应用在中、小型制冷装置中，特别是 压缩式冷凝机组中使用最为广泛。

2014/6/2
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（3）套管式冷凝器
套管式冷凝器一般用于小型 氟利昂制冷机组，例如柜式空调 机、恒温恒湿机组等。
（1）立式壳管式冷凝器
工作原理： 水:冷却水从上部通入管内，吸热后排 入下部水池。顶部有配水箱和带斜 槽的导流管嘴。 通过斜槽沿切线方 向流入管中，沿管壁螺旋状向下流 动，形成一层水膜，提高冷却效果， 还可节水。 制冷剂：从中部进入管束外空间，冷 凝液沿管外壁流下，聚集于底部， 从出液管流出。 特点：占地小，无冻结危险，可安装 在室外，便于清除铁锈和污垢，对 水质要求不高；冷却水量较大，体 积笨重，多用于氨系统。
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空冷式冷凝器特点：
3. 采用空冷式冷凝器时，由于夏季室外温度较高，冷 凝温度较高，为获得同样的制冷量，压机的容量大
20%，且运行费用较高。
4. 空冷式机组多用于小型和移动式制冷机组及缺水地 区的氟利昂系统中。 5. 应防止冬季运行压力过低，蒸发器缺液，制冷能力 降低。

第四章 蒸发与蒸散 41 蒸发机制


第四章 蒸發與蒸散
© KTLee
1
4.1 蒸發機制 蒸發機制是遵循 Fick 第一定律(Fick’s first law) 的水汽分子擴散過程，蒸發量與風速以及水汽壓力 對飽合水汽壓力之差值成正比，其關係可表示為
E = K eVa (es − e )
式中E為蒸發率[L/T]；es與e分別為飽和水汽壓力與 水面上層空氣之水汽壓力；Va為風速；Ke為氣體擴 散係數。其中es與T之關係如
第四章 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5
蒸發與蒸散 蒸發機制 自由水面之蒸發估計方法 蒸散機制 蒸發散估計方法 減少蒸發散方法
蒸發散是指地表上所有液態或固態的水轉變成大 氣中水汽之歷程，因此其中包含河川、海洋、祼露土 壤以及植物表面等液態水之蒸發現象，以及經由植物 根系吸收水份，而後散失水份於葉面之蒸散現象。
E= Δ En + γ p Ea Δ +γ p
式中E為蒸發率；En為應用淨輻射量計算所得之蒸發 率；Ea為應用質量傳遞法計算所得之蒸發率。若上述 E、En與Ea之單位均為cm/day，則Δ與γp均為mb/℃。
第四章 蒸發與蒸散 © KTLee
9
4.2.5 蒸發皿量測法 決定自由水面蒸發最直接的方法，為利用蒸發皿 量測蒸發率。一般蒸發皿是以鍍鋅鐵或其它合金製成 ，蒸發皿內之水位變化可利用高精度鉤尺量測而得。 美國氣象局之A型陸皿(class A land pan)，直徑為4 ft， 高為10 inch；通常皿內水位常保持約7 ~ 8 inch。 自由水面的蒸發量應低於蒸發皿之實際量測量， 所以 E = CpEp 式中Cp為蒸發皿係數(pan coefficient)，Ep為蒸發皿實 際量測量；美國之年平均Cp值約為0.7。
[Qs (1 − a ) + Qa ] − [Qb + Qh + Qe ] = Qt
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手册中可以查到常压下不同浓度溶液沸点升高 的数据，非常压下的沸点升高值可用吉辛柯公 式6-4加以换算。
食品工业中的溶液沸点升高值可参考糖液数据 表6-1P.303
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9
2由液层的静压效应引起的温差损失 ''
由流体静力学基本方程可知，在液面下不同深 度处静压强不同，因此沸点不同。实际上，蒸 发器底层的溶液并不沸腾，而是随着溶液向上 流动到某一高度后才开始沸腾，膜式蒸发器减
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由例题可知，温差损失占有效温差的百分比很
大，不能忽略。温差损失中 ''最大，即由于
静压效应引起的温差损失最大。为提高传热推 动力，降低温差损失，采用膜式蒸发器。
料液被加热到接近沸点进入蒸发器底部，管内 料液被管外蒸汽加热，其中的溶剂部分汽化， 蒸汽高速上升带动料液在管壁上形成液膜，到 达加热室顶部已达到所需浓度，在分离室中汽 液两相经旋液分离器分离。这就是升膜式蒸发 器的工作原理。图6-11 P.319
以保证液膜覆盖整个管内壁，避免 “干壁”现象产生降低传热效果。
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单效蒸发计算
已知条件：操作条件和处理量
求
取：蒸发水量q mw (kg/s 、t/h) 加热蒸汽消耗量q mg ( kg/s 、t/h) 蒸发器所需传热面积A (m2)
方 法：物料衡算、热量衡算和传热速率方程
置，以避免物料损失和污染冷凝设备；
物料含有易挥发组分，芳香成分和风味成分同时被蒸
发，所以要加以回收，然后重新加入产品。
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与传热的不同之处
1管壁两侧都有相变：管内溶液中的溶剂（水）被汽化， 管外蒸汽放热被冷凝；
2溶液沸点升高：在相同压强下，溶液的沸点高于纯水 的沸点，溶液浓度高时更为显著，而蒸发时传热的推 动力为加热蒸汽的温度与溶液沸点之间的差值；
3能源利用：合理利用二次蒸汽，设计中可采用双效蒸 发。
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蒸发器内的温差损失
纯水的沸点与饱和蒸汽的温度是相等的，水在 发生相变变成水蒸汽时吸收的是潜热，自身的 温度并不发生变化，但溶液不同，在溶液的沸 点和二次蒸汽之间存在着温差损失：
t t'g 0
式中t为溶液的沸点，t’g为二次蒸汽的温度 溶液的沸点高于二次蒸汽的温度。
11
例题6-2 P.304
思路：1由吉辛柯公式（6-4）求 '

2由式6-6求液体平均压强pm,然后求tm，求 ' '

3由 ' 和 '' 求

4由6-1式求总温差 t 0

5由6-3式求实际传热温差 t，也就是有效温差

6求相对误差
总温差 - 实际温差 实际温差


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蒸发
定义：使含有不挥发溶质的溶液沸腾汽化并移出蒸汽，从而使溶 液中溶质浓度提高的单元操作。 食品中大多指水溶液的蒸发。
目的：浓缩食品，提高制品浓度，增加制品的保藏性，延长制品 的有效保藏期；脱去食品中的大量水分，减少包装、贮藏和运输 费用。
过程：1溶液受热（利用新鲜饱和水蒸汽间壁式加热） 2溶剂汽化 3蒸汽移出冷凝---单效蒸发 4二次蒸汽利用---作为下一蒸发器的热源---多效蒸发
中央管的截面积约等于加 热管总面积的40~100%， 所以一定量溶液占有的传 热表面积小，加热时与周 围细管内溶液受热程度相 比较差，因此，当细管中 的溶液沸腾上升时，中央 管内的溶液还没有开始沸 腾，由于中央管内溶液的 密度较大，溶液就会下降， 而周围细管中的溶液由于 部分汽化，密度较小就会 上升，从而形成了循环。
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单效蒸发过程示意
物料 新鲜蒸汽
二次蒸汽
除沫器 蒸发室 加热室 冷凝水
浓缩液
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双效蒸发工艺流程图
物料 新鲜蒸汽
二次蒸汽
除沫器 蒸发室 加热室 冷凝水
浓缩液
蒸汽(去冷凝）
一次浓缩液 二次蒸汽
冷凝水
二次浓缩液
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中央循环管式蒸发器的工作原理
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在食品工业中的特性
物料具有热敏性，所以要控制加热温度和时间； 物料具有腐蚀性，所以蒸发器多采用不锈钢材制作,国
外常用材料304，中国常用材料 0 G r18Ni9;
物料具有粘稠性，使传热速率降低；物料具有结垢性，
须采用强制循环，以提高料液流速，降低热阻；
物料具有泡沫性，所以在蒸发器顶部设置除沫器等装
少了这一温差损失，因此无 '' 存在是膜式蒸
发器的一大优点。
求取：公式6-7
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3由蒸汽流动阻力引起的温差损失'''
采用多效蒸发时，二次蒸汽在由前效蒸 发器的蒸发室流入后效蒸发器的加热室 时需要克服管道中的阻力，引起蒸汽温 度下降。一般此值取0.5~1.5°C。
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1 浓缩液中溶质的质量分数。
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整理得
qmw

qmF
(1

0 1
)
及
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1

qmF 0
qmF qmw
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加热蒸汽消耗量q mg的计算
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蒸发水量 qmw 的计算
因为在整个蒸发过程中，只有挥发度强的溶剂汽化被 移出系统，而不挥发的溶质在溶液中的含量始终不变， 所以对溶质进行物料衡算：
qmF0 (qmF qmw )1
其中，qmF 为原料液流量；

qmw 为蒸发水量；

0 为原料液中溶质的质量分数；
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温差损失产生的原因
蒸发器内的温差损失包含三个内容：
'''''' 其中，'由溶液的浓度引起，
' '由液层的静压效应引起，
''' 由蒸汽的流动阻力引起。
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温差损失的计算
1溶液的浓度引起的温差损失 '
溶质的存在使溶液的蒸汽压降低，说明挥发能 力降低，从而沸点升高。浓度越高，沸点升高 越大。
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如图所示： 加热过程中，汽液两相形成环状流， 二壁次上。蒸升汽。高常速压上下升，，出拉口动管液内膜汽沿速管达 20~50 m/s，真空下达100~160 m/s。如果达不到此汽速就改为降 膜式蒸发。
管子长径比一般采用
常压下：l/d=100~150
真空下：l/d=130~180