毕业论文课题相关文献综述

文 献 综 述

蒸发器属于换热设备，在大部分情况下，用水蒸汽作为加热介质，通过金属壁间接传热溶液，溶液受热后使溶剂沸腾汽化，达到浓缩溶液的目的。蒸发器产品在医药、化工、食品、轻工、核能等生产中应用广泛，是各种溶液蒸发、浓缩、提纯的关键设备^[1~4]。

1.1蒸发器的研究背景

20世纪以前，由于工业生产规模相对较小，所以物料处理量也较低，蒸发器还是以分批处理、间歇蒸发的单效蒸发器为主。连续多效蒸发器的使用始于20世纪初，从最初的二效循环蒸发器，逐渐发展到三效、四效，到如今海水淡化用的三十效蒸发器。蒸发器的结构形式也由最初的中央循环管式、悬筐式、外热式、列文式和强制循环式发展到了薄膜式蒸发器。伴随着蒸发器结构形式的改进，传热速率得到大幅度提高，单位产能的设备投资进一步降低。自从降膜蒸发器问世以来，短短几年的时间内，取代了几乎所有其他类型的蒸发器，但处理高粘度、需结晶物料的场合还使用强制循环蒸发器^[3]。

1.2蒸发器的类型及其结构

按加热面的型式，可将蒸发器分成三大类：（1）加热介质与被蒸发的料液用管壁分隔，热量通过管壁传递；（2）加热介质被限制在螺旋状管、夹套、平板等非管状传热元件之内；（3）加热介质直接引入被蒸发的料液中，并与之相互接触，相互混合，没有固定的传热表面。以上三种类型中，具有管壳式加热元件的蒸发器应用最广。常见的管壳式蒸发器有：升膜式蒸发器、降膜式蒸发器、强制循环蒸发器及水平管降膜卧式蒸发器等^[5~7]。这些蒸发器内的液体流动，可以是由于液体受热后沸腾汽化所引起的自然循环，也有用搅拌桨或泵等机械加力所进行的强制循环。液体的沸腾汽化，可以在加热区与加热同时产生，也可以在加热区之外的专设沸腾汽化区单独进行。

本文设计果汁浓缩用强制循环蒸发器,下面以一种强制循环蒸发器为例说明蒸发器的结构及工作原理。

图1 强制循环蒸发器工艺流程图

强制循环蒸发器的工艺流程如图1 所示，由分离室、加热室、循环泵、出料阀和进汽阀组成。进料液通过循环泵打入加热室和加热蒸汽进行热交换，加热后的溶液通过加热管出口进入分离室。分离室出口为蒸发掉的二次蒸汽，溶液部分经过出料管排出，部分经过循环管和进料液汇合进行再次蒸发。

强制循环蒸发器的优点：传热系数大；抗盐析；抗结垢；适用性能好；易于清洗。缺点：造价高；属循环型，溶液停留时间长；要承担泵的运行与维修费用；泵轴不容易保持密封；为抑制加热区内汽化，传入的全部热量以显热形式从加热区携出，循环液的平均温度较高，从而降低了总的有效传热温差。