前几天收到了知乎给的创作奖励：几个端午节的小礼物。然后，回过头又看了看微信的阅读渠道数据，大家利用微信的“看一看精选”来阅读的慢慢的变多。这些小礼物和阅读渠道数据，虽然对比那些证书的价值来说，简直不值一提，但是，它代表了老沙弥在这方面的专业方面技术能力是得到大家的信赖和肯定的。就像荧荧烛火，有赖于大家的呵护，得以闪耀；又好像以前的《少女之心》，有赖于大家的渴求，相互传习，得以延续。老沙弥拍图的水平不行，礼物照片用的是“良小千”美食大神的。

  前面关于蒸发器的学习，已经过了三期，有需要参照阅读的，自行翻阅。连翻阅都懒的翻（还别说，有不少这样的人），老沙弥也不放链接了，也该结束学习于此了。从近期收到的评论来看，也印证了一个事情，国内某些蒸发器的水平，荼毒了多少企业和技术人员。

  言归正传，本篇说说关于蒸发器的模拟和计算。说到这个，有很多设计的同行，比我高的不知道哪里去了，我这里班门弄斧，丢人现眼，还请大神绕道。学习这个，不仅有助于乙方做好蒸发器的设计，也有助于甲方提高学识，甄别哪些是不可能实现的，吹牛的......（有真才实学，少背黑锅，自然仕途坦荡。）

  单效蒸发基础计算和热泵等的蒸发器计算，大体相似，也就是说，掌握好单效蒸发器的计算，才能延申掌握其它的蒸发器类型的设计计算。单效蒸发器的基础计算，一般会涉及计算到浓缩液流量L，生蒸汽使用量S，二次蒸汽量V，换热量Q和需要的换热面积A等这几个参数。

  而要列出方程，计算出结果，主要是根据进出物料的质量平衡和进出物料的热量平衡列方程，计算。正常的情况下，若不是粗心大意或者单位没转化过来，都不会出什么差错的。下面是excel计算的例子，验证过，当然更加稳妥些。

  下面套用《佩里化学工程师手册》里面关于多效蒸发器的说法，通俗的解释一下。由于多效蒸发器进料方式的多样性以及物料预热和冷凝水闪蒸等等的复杂性，做好多效蒸发器的设计的唯一确定的方法是通过详细的热量平衡和物料平衡。下面是某篇论文的正向进料的三效蒸发浓缩系统的流程示意图：

  这个流程，涉及的物料平衡和热量平衡，以及通常要求解的一些数据，罗列出来，以备有兴趣的参详参详。这不像国内很多书籍说的，太多弯弯绕，不好消化。

  一般来说，一个多效蒸发器能够准确的通过迭代法或者试错法进行计算，这样做才能够加快得到最佳的结果。但是通常来说，真正的工业蒸发器都会相对复杂，有预热器、闪蒸罐等，而不是简单的几个效体就完整的。基本的设计计算步骤如下：

  3、通过第一效的进料情况，计算第一效的蒸发量。如此重复，计算后续效体的流量和蒸发量。并注意检查原先的假设情况；

  4、如果计算结果和实际要求并不符合，则用新的蒸汽参数重新又从第一效开始计算；

  5、上述计算过程的同时，能够得到溶液浓度、沸点升高等数据，然后又能够准确的通过热负荷、假定温差和传热系数，确定换热面积。如果换热面积的分布不符合标准要求，那么在大多数情况下要重新校正和计算；

  6、如果经验和数据足够，在取传热系数的时候，会更准确，这样换热面积就调整得更准确。

  现在有很多这方面的软件，已能使用像上图的Aspen plus来进行流程模拟和计算，省却了一些工作。但是，《佩里工程师手册》的编者担心其可能因为这一些假设而出现一些错误的结果，而且蒸发器的优化设计，牵涉的太多，比如材料、面积分布成本、操作时间、开停机时间等等......所以，公司自己定制化的经验设计和考虑，就有了很多参考意义。

  在多数情况下，MVR蒸发器的流程只是比单效蒸发多一个机械热泵而已。所以，在计算的时候，和上面的单效蒸发的基础计算没有过大的不同，唯一的不同之处在于，分离器出来的二次蒸汽需要经过机械热泵的压缩，温度提升，压力提升而已。

  整个计算过程，依然延续的是“物料平衡”和“热量平衡”的计算方程组，通过列出方程组，计算二次蒸汽质量，并找到对应压力下的蒸汽密度，这样就能够获得蒸汽的体积流量。然后，最好有2、3本机械热泵的产品手册，这样，对照着进行选型和实际工况的填充。

  TVR蒸汽热泵在蒸发器系统里面，要么是和单效，要么是和多效一起配合使用，所以，掌握了单效或者多效的基础计算办法之后，就不再是什么太大的问题了。问题的关键，仅仅是这个Thermocompressors的参数表现如何罢了。有很多文章介绍了这个喷射器怎么设计和制造，但这里，只需要懂得它的性能曲线。以某公司的TVR曲线为例，就可以很快知道抽气比情况，这样，对于下来的计算就不是什么难的事情了。

  十多年以前，老沙弥就看见天臻生物生化的技术老总给一个药厂做的一个TVR+2效的技术方案，很是膜拜，于是厚着脸皮拿了来学习，可惜，像很多人一样，只是拿来放在了抽屉，一直尘封到如今。这个方案好就好在流程清晰，数据严谨，一目了然。

  上面的流程，相对于和市场客户当面交流，当然，还可以更美化一些，但，自用以设计计算，已经绰绰有余了。而可以像这样根据流程，严谨的进行计算校核的，选择最为经济合理的方案，简直就是鹤立鸡群的存在。

  上面是excel的截图，截取的不是很完整，但胜在能清楚的知道，蒸发器的设计，没有捷径可循，所以，现在回过头来看，为什么有很多人，遇到的蒸发器都不甚理想。重新设计一套蒸发器方案，会很劳神，甲乙双方，能吃透这个方案更少，最关键的是，一个简单的比价，让劣币驱逐了良币。

  蒸发器的模拟计算，有好几个软件和办法，最有名的，就是Aspen Plus和Aspen Hysys了。老沙弥就试用了Aspen Plus，所以，下面以Aspen Plus为点展开。Aspen Plus具有工业上完备的物性数据库、50多种单元操作模块，可以对工艺过程进行严格的质量和能量平衡计算，预测物流的流量、组成以及性质，预测操作条件、设备尺寸等等。

  Aspen Plus里面没有单纯的蒸发器单元，要做成蒸发器，需要几个块组成，主要是闪蒸器、换热器、分配器等。老沙弥试着学习，照着做了几个例子，功能很强大，很值得深入学习。它有强大的数据库，有多年的运行计算经验累积，这就是工程AI的基础呀，看来我们是一时半会追不上了。

  Aspen Plus很贵，现在查盗版也很严，另外一个就是上面说的，Aspen Plus在蒸发器工业上的经验设计和我们的优化决策还有些距离，但，辅助，然后经验累积，肯定是最好的，这样有助于提高效率。而且，从某些方面来说，它还是美国货，万一哪天又不给用了呢......

  老沙弥尽可能每次都能给大家伙儿一起来分享点东西，这次，对应分享的是老沙弥在收罗学习蒸发器知识过程筛选的一些文件，有书籍节选的，也有ppt的，喜欢的，分享文章朋友圈即可。为避免文章假分享，必须将文章分享朋友圈并获赞5个以上，就可以获得下面7种书籍资料。资料截图：