29、传质过程的原理与计算方法

传质过程的原理与计算方法

1. 单效蒸发器示例

1.1 问题描述

使用垂直管单效蒸发器将每小时 29,000 磅、浓度为 25%的有机胶体溶液浓缩至 60%的溶液。进料温度为 60°F，假设沸点升高可忽略不计，溶液的物理性质与水相似，溶液的比焓 $h_p$ 与蒸汽的比焓 $h_v$ 相同。引入的饱和蒸汽绝对压力为 25 psia，蒸汽空间的绝对压力为 1.69 psia，总传热系数为 300 Btu/(ft²·hr·°F)。需要计算所需的加热面积（ft²）和蒸汽消耗量（lb/hr）。

1.2 解决方案

通过以下 MATLAB 命令可得到所需结果：

>> evdat.mf = 29000; evdat.Tf = 60; evdat.xf = 0.25;
>> evdat.xp = 0.6; evdat.Ps = 25; evdat.Pv = 1.69; evdat.U = 300;
>> res = sinevap(evdat)
res =
   Ts: 240.0324
   Tv: 119.8916
   ms: 2.0039e+04
   hL: 87.8958
   hV: 1.1132e+03
   A: 529.3588
   q: 1.9079e+07

由此可知，蒸汽消耗量 $m_s$ 为 20,039 lb/hr，所需的加热面积为 529.3588 ft²。

2. 多效蒸发器

2.1 进料方法

在蒸发过程中有多种进料方