化工原理（上册） 教学课件 作者 钟理伍钦马四朋 主编 上册( 第5章,蒸发) 蒸发2.pptVIP

尚辅网 尚辅网 第二节沸点校正 溶液在蒸发器中的沸点与纯液体的浅液层蒸发不同。纯液体的浅液层的沸点与压力成一一对应的关系，但是溶液在蒸发器内的沸点既与溶液中溶质的浓度有关又与溶液在蒸发器内深度有关。 2-1 溶质引起的沸点改变 溶质引起的沸点改变值Δ?主要与溶液的种类、溶液中溶质的浓度和蒸发压力有关。 f 是由实际压力下二次蒸汽的绝对温度T′和二次蒸汽的汽化潜热r′确定 二、杜林规则计算 除可使用经验公式计算溶液的沸点外，还 可以用杜林规则计算溶液沸点。 标准液一般选择水。水 的沸点容易得到，若能 获得一定浓度的溶液在 两个压力下的沸点。因 此可由式【5-3】求k。 注意，溶液的沸点与浓度有关，不同浓度k值不同，因此直线也不同。见图【5-8】。 2-2 液柱静压头引起的沸点变化 以前在计算沸点时均不考虑液柱深度的影响。但在长管蒸发器中，液柱很高。液体内部所受的压力大于液面所受的压力，因此在计算沸点时应考虑这种影响因素。 如果二次蒸汽压为P（即液面处的压力），液柱高度为h，溶液的密度为ρ，则液柱中点的压力Pm为 2-3 摩擦阻力引起的温度变化 蒸发过程产生的二次蒸汽，当被送到下一 效蒸发器或送到冷凝器时，需要用一定长 度的管路输送，由于管路和管件的阻力使 蒸气压下降，从而引起二次蒸汽温度的下 降。在蒸发中，称为管路阻力引起的温度 损失。此值很小，在计算中有时可以忽略。 问题 蒸发操作中在计算溶液的沸点时，应考虑那一些影响因素：1、 ； 2、 ； 3、 。 例5-1 浓度为25%的CaCl2水溶液在50kPa下的沸 点为87.5 oC，用杜林规则估算该溶液在 35kPa下的沸点。 35kPa下水的沸点很容易从水蒸气表查到， 为70.8oC。 由式【5-3】可算得对应压力下，25%的CaCl2 水溶液的沸点。 例5-2 蒸发器的液面高为2.0m，溶液的密度为 1250kg/m3，计算下列条件下静压引起的沸 点变化。 1、二次蒸汽压为常压； 2、二次蒸汽压为43.98kPa 用43.98kPa和56.24kPa分别查取水的沸点。 其对应的沸点分别为：78.4oC和84oC * * 尚辅网 因此，溶液的沸点与二次蒸气压有关、与溶质浓度有关、与溶液的液柱高度有关。 尚辅网 设操作压下溶液的沸点为tA和二次蒸汽温度为T′，则 Δ? =tA- T′ =f Δ?a 【5-1】 式中： f 为校正系数，无因次 Δ?a可从手册中查取 一、经验公式计算 尚辅网 【5-2】 校正系数f 的计算 Δ?a是常压下溶液的沸点与纯水的沸点的差值。 尚辅网 设在两不同压力下溶液的沸点分别为 tA和 ，而标准液体的沸点分别为tw和 ，则 【5-3】 尚辅网 式【5-3】是一直线关系，k已知，即可以通过任意压力下水的沸点求取相应压力下该浓度溶液的沸点。 图【5-7】 尚辅网 图【5-8】 也可以用同压强下水蒸汽的温度直接查图求得不同浓度下溶液得沸点。 尚辅网 随着液柱高度的变化，液体内部的压强在改变。通常取液柱中点的压强计算溶液的沸点。 尚辅网 【5-4】 溶液中溶质引起的沸点升高和液柱高度引起的沸点升高可以叠加。 尚辅网 尚辅网 在多效蒸发中，用前一效沸腾时产生的蒸汽来加热该效浓缩过的溶液，是否违反热力学原理？理由是什么？ ； 。 尚辅网 解：由数据表查得：常压下水的沸点为100oC，25% CaCl2水溶液的沸点为107.5oC。而50kPa下水的沸点为81.2 oC，由式【5-3】 尚辅网 所以 tA=76.5oC 尚辅网 解：1、当二次蒸汽压为常压时，由 【5-4】求溶液内的平均压强 尚辅网 用该压强查得对应的水的沸点为102.8oC 因此静压引起的温度变化为 102.8-100=2.8oC 二次蒸汽压为43.98kPa时，溶液内的平均压强为 尚辅网 因此静压引起的温度变化为 84-78.4=5.6oC 从计算结果可见，二次蒸汽压越低，液层深度引起的沸点变化越大。