蒸汽加热的夹套反应釜

昨天就蒸发所需要的蒸汽量进行了计算，发现不同的溶剂所需的蒸汽量是不同的，今天就蒸发时间进行了考察，现将具体内容写下：

水蒸汽作为加热载体的蒸发，所需参数：

1、 有效传热面积Ai

Ai=Ah+As，Ah为反应釜夹套底部传热面积，As为液面所侵泡的夹套侧面传热面积，Ah=aD2，底部为椭圆时a取0.1007，球形或碟形取0.0865；As=πDHs，HS为液体侵泡的夹套侧面高度，HS=4(Vc-Vh)/(πd2)，Vc为液体总体积，Vh为反应釜底部体积，Vh=bD3，底部为椭圆时b取0.0037，球形或碟形取0.0023；整理以上公式得：Ai=aD2+4(Vc-bD3)/D。

2、 根据热量守恒确定蒸发时间

λ(dM/(dθ))=UaAe(Ta-Tb)

Ae=Ai- 4M/(ρD)

dM/(dθ)=(Ua/λ)(Ta-Tb)(Ai- 4M/(ρD))

用β=UaAi (Ta-Tb) /λ，v=- 4(Ta-Tb)Ua/ (λρD)对微分式整理得:

dθ=dM/(β+vM)

积分整理得蒸发时间θ：

θ=(1/v)ln{(β+vM)/β}

λ为汽化潜热

Ua为传热系数

Ta为蒸汽温度

Tb为溶液蒸发温度

M为溶液质量

ρ为溶液密度

D为反应釜直径

3、 实例

选用2000L的搪玻璃反应釜作为蒸发器，加热载体用120℃的饱和水蒸汽，搪玻璃传热系数U为1240KJ/h，传热面积Ai为7m2，