單效降膜式蒸發(fā)器的設(shè)計說明書

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1、食品工程原理課程設(shè)計說明書單效降膜式蒸發(fā)器的設(shè)計姓名：學(xué)號：班級：指導(dǎo)老師：年月日目錄11--1.前言1.1概述1.2蒸發(fā)器選型2.單效蒸發(fā)工藝計算2.1物料衡算2.2熱量衡算2.3傳熱面積計算2.4計算結(jié)果列表3.蒸發(fā)器主體工藝設(shè)計3.1加熱管的選擇和管數(shù)的初步估計3.1.1加熱管的選擇和管數(shù)的初步估計3.1.2循環(huán)管的選擇3.1.3加熱室直徑的確定3.1.4分離室直徑與高度的確定3.2接管尺寸的確定3.3進料方式及加熱管排布方式的確定3.3.1進料方式的確定3.3.2加熱管排布方式的確定3.4儀表、視鏡與人孔的確定3.5蒸發(fā)器主要部件規(guī)格列表4.蒸發(fā)裝置的輔助

2、設(shè)備4.1氣液分離器4.2蒸汽冷凝器5.結(jié)語致謝附表參考文獻11--任務(wù)書一、設(shè)計意義11--二、蒸發(fā)工藝設(shè)計計算（1）蒸濃液濃度計算多效蒸發(fā)的工藝計算的主要依據(jù)是物料衡算和、熱量衡算及傳熱速率方程。計算的主要項目有：加熱蒸氣（生蒸氣）的消耗量、各效溶劑蒸發(fā)量以及各效的傳熱面積。計算的已知參數(shù)有：料液的流量、溫度和濃度，最終完成液的濃度，加熱蒸氣的壓強和冷凝器中的壓強等。蒸發(fā)器的設(shè)計計算步驟多效蒸發(fā)的計算一般采用試算法。①根據(jù)工藝要求及溶液的性質(zhì)，確定蒸發(fā)的操作條件（如加熱蒸氣壓強及冷凝器的壓強），蒸發(fā)器的形式、流程和效數(shù)。②根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗數(shù)據(jù)，初步估計各效蒸發(fā)量和

3、各效完成液的濃度。③根據(jù)經(jīng)驗假設(shè)蒸氣通過各效的壓強降相等，估算個效溶液沸點和有效總溫差。④根據(jù)蒸發(fā)器的焓衡算，求各效的蒸發(fā)量和傳熱量。⑤根據(jù)傳熱速率方程計算各效的傳熱面積。若求得的各效傳熱面積不相等，則應(yīng)按下面介紹的方法重新分配有效溫度差，重復(fù)步驟③至⑤，直到所求得各效傳熱面積相等（或滿足預(yù)先給出的精度要求）為止。（2）溶液沸點和有效溫度差的確定由二次蒸汽壓強從手冊中查得相應(yīng)的二次蒸汽溫度和汽化潛熱列與下表中：蒸汽壓力（KPa）溫度(℃)汽化熱(kJ/kg)加熱蒸汽500151.72113.2二次蒸汽20602355單效蒸發(fā)中的有效傳熱總溫度差可用下式計算：11-

4、-有效總溫度差式中-----有效總溫度差，為各效有效溫度差之和，℃。-----第一效加熱蒸氣的溫度，℃。-----冷凝器操作壓強下二次蒸氣的飽和溫度，℃。-------總的溫度差損失，為各效溫度差損失之和，℃，=/+//+///式中/---由于溶液的蒸汽壓下降而引起的溫度差損失，℃，//---由于蒸發(fā)器溶液的靜壓強而引起的溫度差損失，℃，///----由于管道流體阻力產(chǎn)生壓強降而引起的溫度差損失，℃，①由于溶液的蒸汽壓下降所引起的溫度差損失則②由于溶液靜壓強所因引起的溫度差損失由于本設(shè)計采用降膜式蒸發(fā)器，無靜液壓效應(yīng)，所以=0③由經(jīng)驗不計流體阻力產(chǎn)生壓降所引起的溫

5、度差損失二次蒸汽由分離器到冷凝器的流動中，在管道內(nèi)會產(chǎn)生阻力損失，也可能會散失熱量了，這些能量消耗造成的溫度損失，記作。受管道長度、直徑和保溫情況等影響。計算時，一般取=0.5~1.5K。本設(shè)計取=1.0K根據(jù)以估算的二次蒸汽壓強及溫度差損失△，即可由下式估算溶液各效溶液的沸點t，所以總的溫度差損失為=++=1.37+1=2.37℃由手冊可查得500KPa飽和蒸汽壓的溫度為151.7℃，汽化熱為2113.2KJ/kg11--（3）加熱蒸汽消耗量的計算加熱蒸汽量可通過熱量衡算求得，對圖1做熱量衡算：式中：H------加熱蒸汽的焓，kJ/kg;------二次蒸汽的

6、焓，kJ/kg;-------原料液的焓，kJ/kg;------完成液的焓，kJ/kg;-------加熱室排除冷凝液的焓，kJ/kg;Q--------蒸發(fā)器的熱負荷或傳熱速率，kJ/kg;-------熱損失，可取Q的某一百分數(shù)，kJ;-------分別為原料、完成液的比熱，kJ(/kg.℃).考慮溶液濃縮不大，將取下飽和蒸汽的焓，則式中分別為加熱蒸汽和二次蒸汽的汽化潛熱，kJ/kg.不計熱量損失，則（4）蒸發(fā)器的傳熱面積的計算傳熱面積方程為式中Q---換熱熱流量，W。K----傳熱系數(shù)，W/（m2·℃）.-傳熱溫度差，℃S-------傳熱面積，m2降膜式

7、蒸發(fā)器的總傳熱系數(shù)為1200~3500W/（m2·℃），取K=2000W/（m2·℃）11--為安全計取s=124*1.18=146m2計算結(jié)果列表：加熱蒸汽溫度(℃)151.7操作壓強Pi/(KPa)500溶液沸點ti（℃）60完成液濃度(%)50蒸發(fā)水量Wi（Kg/h）31624生蒸汽量D（Kg/h）37896.8傳熱面積Si（m2）146三、蒸發(fā)器工藝尺寸計算我們選取的單效外熱式循環(huán)管式蒸發(fā)器的計算方法如下。（1）加熱管的選擇和管數(shù)的初步估計蒸發(fā)器的加熱管通常選用38*2.5mm無縫鋼管。加熱管的長度一般為0.6~2m，但也有選用2m以上的管子。管子長度的選

8、擇應(yīng)根據(jù)溶