设加热温度为T,溶液沸点为t,则蒸发器传热温度差为Δt=T-t。在多效蒸发器过程中,若无任何温度损失时溶液的沸点温度等于二次蒸汽的温度,也必须等于进入次一效作为加热的温度,即:t1=T2,t2=T3,……,而各效的温差为:Δt1= T1-t1,Δt2= T2-t2=t-t2,……,Δtn=Tn-tn=tn-1-tn,所以,各效温差总和为: ∑Δt=Δt1+Δt2+ ……+Δtn,而总的温度差为第一效加热温度与末效二次蒸汽之差,即:∑Δt总=T1-tn,在无温度差损失时,温度差的总和应与总温度差相等,即:∑Δt=∑Δt总,而实际上,蒸发过程中是有温度差损失的,所以,∑Δt<∑Δt总,∑Δt称为有效总温度差,两者之间的差额∑Δ称为温度差损失,∑Δ=∑Δt总-∑Δt。
蒸发过程中温度差损失主要有三项:
一、溶液的沸点升高。在相同温度下,由于溶质的存在,溶液的蒸汽压力总是比纯溶剂的低,因此,当液面的压强一定时,溶液的沸点比纯溶剂高,所高出的温度称为溶液的沸点升高。溶液的沸点升高随着溶液的浓度而变,浓度越高,沸点升高越大。这也是为什么在多效降膜蒸发过程中末效的换热面积比较大的主要原因之一;
二、溶液的静压强引起的沸点升高。在蒸发过程中低层溶液所承受的压强要比液面高。降膜式蒸发器与外循环等蒸发器不同,料液在降膜管中是以液膜状沿着降膜管壁在自身重力及二次蒸汽流的作用下自上而下流动,因此,静压强引起的沸点升高对降膜式蒸发过程来说并没什么影响;
三、各效间二次蒸汽在管道中由于流体的阻力而引起的温度损失。多效蒸发中二次蒸汽在进入次一效加热壳程中,管路中由于流体阻力使蒸发压强降低,蒸汽的饱和温度随之下降,因而发生蒸汽在各效间的温度损失,这个损失与蒸汽速度、管路长短、管件多少、扑沫器的阻力等有关。管路损失温度约为1℃。
需要特别说明的是,导致蒸发温度降低的还有一个特别重要的影响因素——热损失(蒸发过程不是完全绝热的过程)。根据当地环境条件的不同其热量损失也不尽相同。这一点对多效蒸发的影响不容忽视,因此,建议蒸发器要进行保温处理。