（4） 根据蒸发器的焓衡算，求各效的蒸发量和传热量。
（5） 根据传热速率方程计算各效的传热面积。若求得的各效传热面积不相等，则应按下面介绍的方法重新分配有效温度差，重复步骤（3)至（5），直到所求得各效传热面积相等为止。
2.2 各效蒸发量和完成液浓度的估算
本设计任务条件是：糖水溶液处理量：890 T/d；溶液浓度12%；温度20 ℃；完成液浓度50%。
原料液加料量 F=
890 1000
=37083.33 kg/h 24
0.12x0
)=37083.33×（1-）=28183.33 kg/h
x30.50
总蒸发量 W=F(1-
式中：W —— 总蒸发量 kg/h；F —— 进料流量 kg/h；x0 —— 初始液浓度；
xn—— 完成液浓度。
因并流加料，蒸发中无额外蒸汽引出，假设各效蒸发量相等，即 W28183.33
W1=W2=W3===9394.44
33
W1、W2、W3分别表示第一效、第二效、第三效蒸发量。 各效完成液的浓度为：x1
Fx037083.33 0.12
16.7% F-W137083.33 9394.44
x2
Fx037083.33 0.12
24.32%
F-W1-W237083.33 2 9394.44
Fx037083.33 0.12
50%
F-W1-W2-W337083.33 3 9394.44
x3
其中：x1 —— 第一效完成液浓度； x2 ——第二效完成液浓度；
x3 ——第三效完成液浓度。
2.3溶液沸点和有效温度差的确定
选定加热蒸汽压强P1=600kpa，冷凝器中的操作压强Pn=30kpa：
其它各效二次蒸汽的压强按各效间蒸汽压强降相等的假设来确定。即：
P
P1 Pn n
'
故第i效二次蒸汽压强Pi 为：
Pi P1 i P
式中 ΔP—— 各效加热蒸汽压强与二次蒸汽压强之差； P1
'
第一效加热蒸汽的压强；
Pn—— 末效冷凝器中的二次蒸汽的压强。
'
第一效 P1 P1 P 600-190 kPa
第二效 P2' P2 P 600-2×190=220 kPa 第三效 P3' P3 P 600-3×190=30 kPa
由各效的二次蒸汽压强，查得相应的二次蒸汽的温度及汽化潜热列于表2-1。
2.3.1各效由于溶液的蒸汽压下降所引起的温度差损失 /
根据各效的二次蒸汽温度Ti和各效完成液的组成xi,查得各效溶液的沸点
tAi分别为: 表2-2糖液不同质量分数对应的常压沸点升高
则各效由于溶液蒸汽压下降所引起的温度差损失为：
144.26 273 T12''
0.22 0.29 ℃ 1 16.2 a 16.2
r2135.88 103
2
119.76 273 0.37 0.42T22''
a 16.2 2 16.2 ℃ 3r2205.86 10 66.5 273 1.8 1.44T32''
a 16.2 3 16.2 ℃ r2333.7 103
2.3.2由于蒸发器中溶液静压强引起的温度差损失
某些蒸发器在操作时，器内溶液需维持一定的液位，因而蒸发器中溶液内部的压强大于液面的压强，致使溶液内部的沸点较液面处的较高，二者之差即为因溶液静压强引起的温度差损失 ，为简便起见，溶液内部沸点按液面与底部的
2
2
平均压强Pm下水的沸点和二次蒸汽的压强P'下水的沸点差估算，平均压强近似按静力学方程估算：
管长大概为2.5～3m,所以选l 2.5m
gh
pm pi'
2
式中： pm——蒸发器中液面与底层的平均压强，Pa；
pi'——二次蒸汽的压强，Pa； ——溶液的平均密度，kg/ m3； h——液层高度，m。
可查得不同糖液浓度下的密度见表2-3。
表2-3 不同糖液浓度下的密度
pm1 p1'
2 gh
pm2 p2' 220 103 1098.4 9.81 2.2/2 231852.83Pa
2 gh
pm3 p3' 30 103 1230 9.81 2.2/2 43272.93Pa
2
410 103 1063.2 9.81 2.2/2 421472.99Pa
根据各效溶液压强查得对应的饱和溶液温度见表2-4。
表2-4 平均压强对应的饱和溶液温度
1'' Tm T1' 145.25 144.26 0.99℃
2'' Tm T2' 121.11 119.76 1.35 ℃ 3'' Tm T3' 77.03 66.5 10.53℃
2.3.3由流动阻力而引起的温度差损失
在多效蒸发中末效以前各效的二次蒸汽流到下一效的加热室的过程中由于管道阻力使其压强降低蒸汽的饱和温度也相应降低由此引起的温度差损失即为 ，根据经验其值选取1 ℃。
= 2 = 即 = 13=1 ℃,
2.3.4各效溶液的沸点和有效总温度差
各效温度差损失 1 1' 1'' 1''' 0.29 0.99 1 2.28 ℃ 2 2' 2'' 2''' 0.44 0.39 1 1.83 ℃ 3 3' 3'' 3''' 1.44 10.53 1 12.97 ℃ 溶液的沸点为 t i T‘i i
‘所以可得：各效溶液沸点为 t1 T1 1 144.26+2.28=146.54 ℃
t2 T‘2 2 119.76+2.77=122.53 ℃ t3 T‘3 3 66.5+12.97=79.47 ℃
T1 、T2 、T3 —分别为第一效、第二效和第三效二次蒸汽的温度，℃。
查表得600 kPa饱和蒸汽的温度为T0 158.7℃、汽化潜热为r1 2091.1kJ/kg 各效传热温度差 t1 T0 t1 158.7 146.54 12.16 ℃ t2 T1’ t2 44.26 124.83 19.43 ℃ t3 T2’ t3 123 79.47 43.53 ℃
T0、T1 、T2 —分别为第一效、第二效和第三效加热蒸汽的温度，℃。
2.4加热蒸汽消耗量和各效蒸发水量的初步计算
原料液的比热Cpo可视为定值为3.95 kJ /（kg﹒℃）， 水的比热 Cpw=4.187 kJ /（kg﹒℃）。
第i效的蒸发量Wi的计算式为
rt t
Wi i[Dii (Fcp0 W1cpw W2cpw ..... Wi 1cpw)i 1i]
ri ri
式中：Di—第i效加热蒸汽量，kg/h，当无额外蒸汽引出时，Di=Wi-1
ri，ri'—为第i效加热蒸汽，二次蒸汽的汽化潜热，kJ/kg，且ri=ri-1'； ti，ti 1—分别为第i效及第i-1效溶液的沸点；
，
i—为第i效的热利用系数，均取0.98；
，，，，.. 第一效的焓衡量式为：W1 1(
t tD1r1
FCp001) r1 r1
因沸点进料， t0 t1， 所以 W1 1
D1r12091.1D1
0.98 =0.96D1 (kg/h) (a) r12135.88
第二效的热衡算式为 W2 2[
D2r2t t
(FCp0 W1Cpw)12] r2 r2
W 2135.88 37083.33 3.95 W1 4.187 146.54-124.83