動態規劃法計算多效蒸發器最少的總熱傳面積

蒸發係將溶液加熱使成蒸氣，以與固體或另一不揮發性的液體分離的操作。常用的蒸發器單效式外，尚有多效蒸發器。多效蒸發器是由數個蒸發器串聯而成，利用前一個蒸發器所產生出來的水蒸氣作為本蒸發器的熱源，其特性為可以節省進料蒸氣的使用量。對於某一特定效數的多效蒸發器而言，若進料溶液與出口溶液的溫度、濃度與流量以及進料蒸氣的熱力學性質已知，則蒸發器內的操作溫度將是決定熱交換器面積與進料蒸氣用量的主要變數。欲求各蒸發器的操作溫度使總熱交換器的面積最少，Bonilla (1, 2)提出兩種方法，一種是等面積法，一種是適合於溶液的沸點上升可以忽略，以及每效蒸發器的總熱傳係數與溫度無關的情況。本文是藉動態規劃法(3, 4, 5)以求多效蒸發器的最少的總熱傳面積，並與Bonill的等面積法所得的結果做個比較，發現利用動態規劃法所能減少的熱傳面積隨蒸發器的效數增多而增大，而且反覆運算的次數亦比等面積法減少許多。故對於多效蒸發器的設計，本法值得參考。