真空冷凝器冷凝过程问题讨论

关于水蒸气在真空冷凝器内的实际冷凝过程，我觉得整个过程很复杂，也很矛盾，请大家帮忙分析一下。
（1）真空冷凝器为列管式冷凝器，冷却水走壳程（底部进水上部出水），真空气体走管程（上部进气体，底部出冷凝水和残余未冷凝气体），完全逆流。冷却水进水温度是32℃，出水温度是37 ℃。进入冷凝器的气体组成为：水蒸气为200kg/h，干空气10kg/h，温度100℃，压力80mbarA；出冷凝器的气体组成为：水蒸气为14.48kg/h，干空气10kg/h，温度35℃，压力80mbarA。冷凝器的气体出口为水环真空泵，水环泵的进口为80mbarA。为便于分析问题，假定真空冷凝器气体侧（管程）的压降为0。
（2）实际上在进行冷凝器设计的时候，进行了一些假设，假设水蒸气的冷凝温度是35℃，由此计算出冷凝器出口的水蒸气分压是56mbarA，干空气的分压是24mbar；因为干空气的量不变，由此计算出水蒸气的流量是14.48kg/h；根据水蒸气的冷凝量，可以计算出需要的冷却水的流量与冷凝器的面积。
（3）我最大的困惑是：水蒸气究竟是在41℃开始冷凝，还是在35℃开始冷凝。气体进入冷凝器的时候，根据各自的组成，可以计算出水蒸气的分压是77.6mbarA，该压力对应的露点是41℃。当100℃的气体进入冷凝器的时候，温度逐渐降低，当降低到41℃的时候，已经开始冷凝了，而不会等到35℃再冷凝。但是在进行冷凝器设计的时候，我们是假设35℃冷凝进行冷凝器设计的，计算出的冷凝器也可以满足工况需要。
（4）是冷凝器进口的水蒸气分压决定了冷凝开始的温度，还是冷凝器出口的水蒸气分压决定了冷凝开始的温度。因为这两个分压差别很大，根据上述例子，进口分压是77.6mbar（对应露点41℃），出口分压是56mbar（对应露点35℃）。
（5）如果冷凝器足够大，即使是在35℃冷凝的，冷凝结束后，气体温度会不会继续降低呢，如果气体温度继续降低，是否会产生新的冷凝呢。这样上述假设不就不对了吗（假设35℃冷凝）。

   请大家帮忙分析一下。将整个冷凝过程说的越详细越好，谢谢。

这个好像接触过的那个项目呢？
1）真空冷凝过程很复杂，关键是压力比较低（不像压力高的过程，那压力降可以忽略；真空冷凝器一般~100mbar了，那5~10mbar的压力降不能忽略了！），你的过程还是没有考虑压力降的！
2）你假设的35度，一般情况下是冷凝不到的，除非，你的冷凝器面积较大，长度较长（即使面积大，长度不够也不会冷到）！冷凝到35度时，是很不经济的。冷到~40度左右是一般经济设计；
3）冷却冷凝过程比较复杂，专业厂商有专业软件计算比较准确，一般的换热器制造厂商应该都做不了。先冷却，水蒸气分压97mbar，对应45.2度，之后边冷却变冷凝器了，同时压力还在变化中，总之是比较复杂的；最终冷凝冷却到40~42度（对于设计经济的冷凝器）！
4）80mbar下，32度水的冷却水，是不会有任何冷凝水产生的，只有冷却！

mfsjpsq 发表于 2017-9-18 10:29
这个好像接触过的那个项目呢？
1）真空冷凝过程很复杂，关键是压力比较低（不像压力高的过程，那压力降可 ...

80mbar对应的露点是41.5℃，冷却水的温度是32℃，当蒸汽冷却到41.5℃以下时，冷凝就会发生。为什么说只有冷却，没有冷凝发生呢。还请予以澄清。

wsmdz 发表于 2017-9-18 17:47
80mbar对应的露点是41.5℃，冷却水的温度是32℃，当蒸汽冷却到41.5℃以下时，冷凝就会发生。为什么说只有 ...

1) 要考虑管子影响，即使板换0.1mm的板片，也不能冷却到冷却水进口温度，水水换热时还要2度温差呢！而且，水汽换热还要考虑不凝气的气阻，管壁厚度~1mm, 要远远大于2度了，而且气体是水汽，只要一冷凝就会有的温升的。
2）要冷凝冷却到理论的极限，需要较长的管子长度，阻力降就会比较大的，所以降低到的温度、阻力降和设备经济性要综合考虑；
3）看得出您还是对油脂油化脱臭脱色真空系统还是挺有研究的，如果需要内部设计内容，可以私信联系。

学习了，自己曾模拟过几次负压闪蒸的试验，效果有待进一步验证。