板翅式换热器
板翅式换热器的结构型式很多，但其基本结构元件相同，即在两块平行的薄金属板(平隔板)间，夹入波纹状的金属翅片，两边以侧条密封，组成一个单元体。将各单元体进行不同的叠积和适当地排列，再用钎焊给予固定，即可得到常用的逆、并流和错流的板翅式换热器
板翅式换热器的主要优点有：
(1)总传热系数高，传热效果好。(2)结构紧凑、轻巧牢固。(3)适应性强、操作范围广。
板翅式换热器的缺点有：
(1)设备流道小，易堵塞，压力降大；清洗和检修很困难。
(2)隔板和翅片由薄铝片制成，故要求介质对铝不发生腐蚀。 2．列管式换热器传热计算的主要内容及方法；选适当的换热器。
试算并初选设备规格
(1)确定流体在换热器中的流动途径； (2)根据传热任务计算热负荷Q；
(3)确定流体在换热器两端的温度，选择列管换热器的型式；计算定性温度，并确定在定性温度下的流体物性；
(4)计算平均温度差，并根据温度差校正系数不应小于0.8的原则，决定壳程数； (5)依据总传热系数的经验值范围，或按生产实际情况，选定总传热系数K值； (6)由总传热速率方程Q?KS?tm，初步算出传热面积S，并确定换热器的基本尺寸(如d、L、n及管子在管板上的排列等)，或按系列标准选择设备规格。 计算管程、壳程压强降
根据初定的设备规格，计算管程、壳程流体的流速和压力降，检查计算结果是否合理或满足工艺要求。若压力降不符合要求，要调整流速，再确定管程数或折流板间距，或选择另一规格的换热器，重新计算压力降直至满足要求为止。 核算总传热系数
计算管程、壳程对流传热系数，确定污垢热阻Rsi和Rso，再计算总传热系数K’比较K的初设值和计算值，若K’／K＝1.15～1.25，则初选的换热器合适，否则需另设K值，重复以上计算步骤。
上述计算步骤仅为一般原则，设计换热器时，视具体情况可以灵活变动。 3．传热过程的强化途径
(１)增大传热面积；增大换热器单位体积的传热面积。
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(２)增大平均传热温差。平均温差的大小取决于两流体的温度和流动方式，采用逆流操作可获得较大的传热温差。
(３)增大总传热系数。提高Ｋ值必须减少各项热阻。减少热阻的方法有：提高对流传热系数（加大流速）；防止结垢或及时清除垢层等。
由于各项热阻在总热阻中所占的比重不同，只有设法大幅度减少对Ｋ值影响较大的热阻才能有效地增加总传热系数。
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第四章 蒸 发
第一节 概 述
一、蒸发操作及其在工业中的应用
蒸发操作主要用于提高溶质的浓度；浓缩溶液和回收溶剂；获得纯净的溶剂等。 二、蒸发操作的特点
蒸发操作是将溶液加热至沸点，使其中挥发性溶剂与不挥发性溶质的分离过程。 蒸发操作进行的条件是供给溶剂汽化所需的热量，并将产生的蒸气及时排除。 蒸发器的加热室通常采用间壁式换热器，其两侧为恒温。 蒸发过程的特点是（与传热相比较）：
1． 因溶液沸点升高等因素会引起温度差损失；
2． 因蒸发过程耗热量很大，所以应充分考虑热能利用；
3． 因处理物料性质不同，故需充分考虑物料的特性及工艺条件，再选择或设计适宜的蒸
发器。
三、蒸发操作的分类
可按蒸发模式、按操作条件（压力）及效数等进行分类。
第二节 单效蒸发与真空蒸发
一、单效蒸发流程
蒸发器由加热器和蒸发室组成，此外还需除沫器、冷凝器等。 二、单效蒸发的设计计算 1.蒸发水量的计算
蒸发操作中，由于溶质是不挥发物质，因此，蒸发前后其质量不变，对它作物料衡算，可得蒸发量，即
W?F(1?完成液的浓度为 x1?2.加热蒸气消耗量的计算 加热蒸气用量由热量衡算确定。
若只利用加热蒸气的冷凝潜热，则冷凝液在饱和温度下排出，其用量为
D?
x0x1)
Fx0F?W
FC0(t1?t0)?Wr'?QLr38
若溶液为沸点加热，且不计热损失，则为
D?Wr'r
式中：D/W称为单位蒸气消耗量，r′为加热蒸气的冷凝潜热；r为二次蒸气的冷凝潜热。
3.蒸发器传热面积的计算 A?QK?tm?DrK(T?t1)
（1）传热平均温度差Δtm的确定
在蒸发操作中传热的平均温度差应为?tm?T?t1，称为有效温度差，式中T 为加热蒸气的温度；t1为溶液的沸点，此值需通过计算获得。
若蒸发操作的热源为饱和水蒸气，则T可由水蒸气表查得。
溶液的沸点t1，通常是根据冷凝器的压力p，查饱和水蒸气表得二次蒸气得冷凝温度T’，再计算出各种温度差损失Δ后，用下式计算：
t1?T?Δ
'温度差损失包括： a.溶液的沸点升高Δ'
Δ'?fΔ'常
Δ’
常
为溶液在常压下因溶质存在而较纯溶剂（水）的沸点升高值，即Δ常?tA?T'，其
1中tA为常压下溶液的沸点，可由手册查取。
若蒸发操作在加压或真空条件下进行，则Δ’常需乘以校正系数 f?0.0162(T'?273)r'2
式中T’和 r’ 均指操作压力下二次蒸气的饱和温度和汽化潜热。
b.液柱静压头引起的溶液沸点升高Δ''
蒸发器加热室中有一定液位，因液面下的压力比液面表面压力高，则液面下的沸点比液面上的高，二者之差称为液柱静压头引起的溶液沸点升高，以Δ''表示，其值用料液高度一半处的压力pav?p'??av?g?h2 ，并用Δ''?tav?tb 进行近似计算，
式中tav 、tb分别为pav 、p＇压力水蒸气的饱和温度。
c.管道阻力产生压降引起的温度差损失Δ'''
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该损失是二次蒸气由分离室出口到冷凝器之间的压降所造成的温度差损失，通常取
Δ'''=1℃。
因此，蒸发过程中的总温度差损失Δ为
Δ＝Δ'＋Δ''＋Δ'''
溶液的沸点t1 t1?tc'?Δ?tc'?Δ'?Δ''?Δ'''
（2）总传热系数K的确定 蒸发器的总传热系数可按下式计算
K?11?i?Ri?b??R0?1
?0上式影响K值各因素中，往往是Ri和?i 成为其设计和操作中的主要问题。由于蒸发过程中，加热面处溶液中的水分汽化，浓度上升,因此溶液很易超过饱和状态，溶质析出并包裹固体杂质，附着于表面，形成污垢，所以Ri往往是蒸发器总热阻的主要部分。为降低污垢热阻，工程中常采用的措施有：加快溶液循环速度，在溶液中加入晶种和微量的阻垢剂等。影响?i的因素很多，如溶液的性质，沸腾传热的状况，操作条件和蒸发器的结构等。提高?i的有效办法是增加溶液的循环速度和湍动程度等。
通常总传热系数K仍主要靠现场实测确定，设计时也可查表取值估计。 三、蒸发器的生产能力与生产强度 1、蒸发器的生产能力
蒸发器的生产能力可用单位时间内蒸发的水分量来表示。由于蒸发水分量取决于传热量的大小，因此其生产能力也可表示为
Q?KA(T?t1)?Dr
2、蒸发器的生产强度
蒸发器的生产强度u简称蒸发强度，是指单位时间单位传热面积上所蒸发的水量，kg/(m2·h)
u?WA
'若为沸点进料，且不计热损失，根据Q?KA?tm?Dr?Wr， 则 u?WA?K?tmr'
‘由上式可知，若蒸发操作的压力一定，则二次蒸气的汽化热r也可视为常数，因此，欲
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