为了计算三效并流加料蒸发器的各参数，我们需要先理解蒸发器的工作原理和相关的热力学概念。在三效并流加料蒸发器中，原料液依次通过三个蒸发器（称为第一效、第二效和第三效），每个蒸发器都会利用前一效产生的蒸汽作为热源，同时产生更低温的蒸汽供下一效使用。 首先，我们需要定义一些变量和参数： - 原料液流量：\( F_0 = 20000 \, \text{kg/h} \) - 原料液固形物含量：\( x_0 = 0.12 \) - 浓缩汁固形物含量：\( x_f = 0.60 \) - 物料平均比热容：\( C_p = 3.5 \, \text{kJ/(kg·℃)} \) - 原料液最高许可温度：\( T_{\text{max}} = 85 \, \text{℃} \) - 传热系数：\( k_1 = 2650 \, \text{W/(m^2·℃)} \), \( k_2 = 1800 \, \text{W/(m^2·℃)} \), \( k_3 = 1300 \, \text{W/(m^2·℃)} \) - 假设各效蒸发器传热面积相等，记为 \( A \) 接下来，我们逐步计算各参数： 1. **计算蒸发水量** 由于固形物在蒸发过程中不挥发，因此可以通过固形物守恒来计算蒸发水量。 $$ W = \frac{F_0(x_f - x_0)}{1 - x_f} $$ 2. **计算各效蒸发量** 在三效并流加料蒸发器中，各效的蒸发量通常按一定比例分配，这里假设为等比例分配（实际中可能需要根据具体情况调整）。 $$ W_1 = W_2 = W_3 = \frac{W}{3} $$ 3. **计算各效的加热蒸汽量和冷凝液量** 由于各效加热蒸汽的冷凝液均在饱和温度下排出，因此可以通过蒸汽表查找各效饱和温度下的汽化潜热，进而计算加热蒸汽量和冷凝液量。这里假设第一效、第二效、第三效的饱和温度分别为 \( T_1 \), \( T_2 \), \( T_3 \)（需要查表或估算），汽化潜热分别为 \( r_1 \), \( r_2 \), \( r_3 \)。 $$ Q_1 = W_1 \cdot r_1 $$ $$ Q_2 = W_2 \cdot r_2 $$ $$ Q_3 = W_3 \cdot r_3 $$ 加热蒸汽量（以kg/h为单位）可以通过 \( Q / (h_{\text{蒸汽}} - h_{\text{水}}) \) 计算，其中 \( h_{\text{蒸汽}} \) 和 \( h_{\text{水}} \) 分别是蒸汽和冷凝水的焓值（需要查表或估算）。 4. **计算各效传热面积** 由于题目已给出各效传热面积相等，因此可以直接计算一个效的传热面积，然后乘以3得到总传热面积。 $$ A = \frac{Q_1}{k_1 \cdot \Delta T_1} = \frac{Q_2}{k_2 \cdot \Delta T_2} = \frac{Q_3}{k_3 \cdot \Delta T_3} $$ 其中 \( \Delta T_1 \), \( \Delta T_2 \), \( \Delta T_3 \) 是各效的对数平均温差（LMTD），需要根据各效的进出口温度和饱和温度计算。 5. **校核原料液最高许可温度** 最后，需要校核原料液在经过三效蒸发器后是否超过最高许可温度。这通常涉及到对各效出口温度的估算和比较。 由于题目中未给出各效的饱和温度、汽化潜热等具体数据，这里只能给出计算方法和大致步骤。在实际计算中，需要查阅相关的热力学数据表或使用热力学计算软件来获取这些参数。
