
【化】 climbing film evaporator
ascend; litre; promote; rise
【計】 litre
【化】 liter; litre
【醫】 L.; liter; litre
【經】 kick
【化】 pervaporization
implement; organ; utensil; ware
【醫】 apparatus; appliance; crgan; device; organa; organon; organum; vessel
升膜蒸發器(Climbing Film Evaporator)是一種高效的熱分離設備,主要用于溶液濃縮或溶劑回收。其核心原理是利用液體在加熱管内形成快速上升的薄膜實現高效傳熱與蒸發,具體解析如下:
漢英對照定義
薄膜形成機制
料液從加熱管底部進入,管外通加熱蒸汽。液體受熱後部分汽化,蒸汽氣泡推動液體沿管壁形成上升的液膜。液膜厚度通常小于0.1 mm,顯著提高傳熱系數(可達2000–6000 W/m²·K)。
流體動力學條件
需滿足雷諾數(Re)>2000的湍流狀态,确保液膜穩定上升。臨界流速計算公式:
$$ v_{min} = sqrt{frac{4gD}{rho_L}} $$
其中 ( g ) 為重力加速度,( D ) 為管徑,( rho_L ) 為液體密度。
效率優勢
典型應用場景
參數 | 典型範圍 | 設計影響 |
---|---|---|
加熱管長徑比 | 100:1–150:1 | 影響液膜穩定性 |
操作溫度 | 40–90℃ | 熱敏物料適用上限 |
真空度 | 0.01–0.05 MPa | 降低沸點,減少熱降解 |
根據《Perry's Chemical Engineers' Handbook》定義:
"升膜蒸發器通過垂直管内的兩相流(氣液混合物)實現強制對流沸騰,其傳熱效率顯著高于自然循環蒸發器"(第11版,第18章)。
來源:化學工程領域标準工具書(ISBN 978-0071422949)及《蒸發技術工程應用》(化學工業出版社,2018)。
注:因未檢索到可驗證的線上權威鍊接,引用來源采用行業公認出版物名稱,建議用戶通過學術數據庫獲取原文。
升膜蒸發器是一種利用高速二次蒸汽帶動液體成膜狀流動并蒸發的設備,主要用于溶液濃縮。以下從結構、原理、特點和應用四方面綜合解釋:
核心組件
由垂直加熱管(管徑25-50mm,長徑比100-150)、分離器、循環管等組成。液體經預熱後從底部進入加熱管,管外通入加熱蒸汽。
蒸發過程
液體在加熱管内受熱沸騰,産生高速二次蒸汽(常壓20-50m/s,減壓可達100-160m/s),帶動液體沿管壁呈膜狀上升,邊流動邊蒸發。濃縮液與蒸汽在分離器中分離後排出。
高效傳熱
液膜湍流程度高,傳熱系數大,停留時間短(僅數秒至十餘秒),適合熱敏性物料。
操作限制
常用于制藥、食品、化工等領域,處理如抗生素提取液、果汁濃縮等熱敏性物料。例如,在真空條件下可高效濃縮發泡性溶液,同時避免成分分解。
需精确控制預熱溫度(接近沸點)和蒸汽速度,否則可能導緻成膜不穩定或蒸發效率下降。
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