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升膜式蒸發(fā)器成膜原理2008.03.17

劉博升膜式蒸發(fā)器正常操作的關(guān)鍵是讓液體物料在管壁上形成連續(xù)不斷的液膜。液膜在長(zhǎng)管中形成過(guò)程下圖所示。圖a-h是分階段解釋在長(zhǎng)管中氣、液兩相的變化及液膜形成的過(guò)程

圖a如果物料進(jìn)入蒸發(fā)器時(shí)的溫度低于其沸點(diǎn)，蒸

發(fā)器中有一段加熱管作為預(yù)熱區(qū)，傳熱方式為自然對(duì)流。為了維持蒸發(fā)器正常操作，加熱管中液面一般為管高度的1／4～1／5，液面太高，設(shè)備效率低，出料達(dá)不到要求的濃度，控制適當(dāng)?shù)倪M(jìn)料量和進(jìn)料溫度，使設(shè)備處于較佳的工作狀態(tài)。

圖b物料經(jīng)加熱達(dá)到沸騰溫度時(shí)，溶液便開(kāi)始

沸騰，產(chǎn)生蒸汽氣泡分散于連續(xù)的液相中。由

于蒸汽氣泡的密度小，故氣泡通過(guò)液體而上升。流體比重降低。

圖C液體繼續(xù)受熱，溫度不斷上升。隨著氣泡

量的不斷增加，小氣泡結(jié)合形成較大的氣泡，

氣體上升的速度則加快。液相因混有蒸汽氣泡，使液體靜壓頭下降

圖d當(dāng)氣泡繼續(xù)增大形成柱狀，占據(jù)管子中部的大部分空間時(shí)，氣體以很大的速度上升，而液體受重力作用沿氣泡邊緣下滑。

圖e液體下降較多時(shí)，大個(gè)柱狀汽泡則被液層截?cái)唷４藭r(shí)液相仍然是連續(xù)相。這時(shí)混合流體處于一種強(qiáng)烈的湍流狀態(tài)，氣柱向上升并帶動(dòng)其周?chē)牟糠忠后w一起運(yùn)動(dòng)

圖f處于管壁和氣柱之間的液體在重力作用下，向下運(yùn)動(dòng)，管壁上的液體受熱不斷蒸發(fā)，氣柱不斷增大，最后氣柱之間的液膜消失，蒸汽占據(jù)了整個(gè)管的中部空間，形成連續(xù)相，液體只能分布于管壁，形成環(huán)狀液膜，并在上升蒸汽的拖帶下形成“爬膜”。

圖g如果氣流速度進(jìn)一步加大，即蒸發(fā)強(qiáng)度過(guò)

高，溶液蒸發(fā)很激烈，蒸汽流速太快，液體蒸

發(fā)時(shí)蒸汽會(huì)把溶液以霧沫形成式夾帶離開(kāi)液膜，進(jìn)入管中部的高速蒸汽流，在管內(nèi)形成帶有霧

沫的噴霧流，同時(shí)也使所形成的“液膜”迅速

減薄。

圖h如果汽速進(jìn)一步增加，霧沫夾帶進(jìn)一步嚴(yán)

重，使液膜上升的速度趕不上溶液蒸發(fā)速度，

則加熱管上的液膜將會(huì)出現(xiàn)局部被干燥、結(jié)疤、結(jié)垢、結(jié)焦等不正常現(xiàn)象。3-原料進(jìn)料,1-濃縮液,

2-蒸汽入口,4-冷凝液出口,5-加熱管,6-

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