單效降膜式蒸發(fā)器地設(shè)計(jì)

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1、食品工程原理課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書單效降膜式蒸發(fā)器的設(shè)計(jì)姓名：學(xué)號(hào)：班級(jí)：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(jì)算2.1物料衡算2.2熱量衡算2.3傳熱面積計(jì)算2.4計(jì)算結(jié)果列表3.蒸發(fā)器主體工藝設(shè)計(jì)3.1加熱管的選擇和管數(shù)的初步估計(jì)3.1.1加熱管的選擇和管數(shù)的初步估計(jì)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(jìn)料方式及加熱管排布方式的確定3.3.1進(jìn)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

2、的確定3.5蒸發(fā)器主要部件規(guī)格列表4.蒸發(fā)裝置的輔助設(shè)備4.1氣液分離器4.2蒸汽冷凝器5.結(jié)語(yǔ)致謝附表參考文獻(xiàn)11--任務(wù)書一、設(shè)計(jì)意義11--二、蒸發(fā)工藝設(shè)計(jì)計(jì)算（1）蒸濃液濃度計(jì)算多效蒸發(fā)的工藝計(jì)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(jì)算的主要項(xiàng)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(jì)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(qiáng)和冷凝器中的壓強(qiáng)等。蒸發(fā)器的設(shè)計(jì)計(jì)算步驟多效蒸發(fā)的計(jì)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

3、條件（如加熱蒸氣壓強(qiáng)及冷凝器的壓強(qiáng)），蒸發(fā)器的形式、流程和效數(shù)。②根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，初步估計(jì)各效蒸發(fā)量和各效完成液的濃度。③根據(jù)經(jīng)驗(yàn)假設(shè)蒸氣通過(guò)各效的壓強(qiáng)降相等，估算個(gè)效溶液沸點(diǎn)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(jì)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(diǎn)和有效溫度差的確定由二次蒸汽壓強(qiáng)從手冊(cè)中查得相應(yīng)的二次蒸汽溫度和汽化潛熱列與下表中：

4、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(jì)算：11--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(qiáng)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(qiáng)而引起的溫度差損失，℃，///----由于管道

5、流體阻力產(chǎn)生壓強(qiáng)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(qiáng)所因引起的溫度差損失由于本設(shè)計(jì)采用降膜式蒸發(fā)器，無(wú)靜液壓效應(yīng)，所以=0③由經(jīng)驗(yàn)不計(jì)流體阻力產(chǎn)生壓降所引起的溫度差損失二次蒸汽由分離器到冷凝器的流動(dòng)中，在管道內(nèi)會(huì)產(chǎn)生阻力損失，也可能會(huì)散失熱量了，這些能量消耗造成的溫度損失，記作。受管道長(zhǎng)度、直徑和保溫情況等影響。計(jì)算時(shí)，一般取=0.5~1.5K。本設(shè)計(jì)取=1.0K根據(jù)以估算的二次蒸汽壓強(qiáng)及溫度差損失△，即可由下式估算溶液各效溶液的沸點(diǎn)t，所以總的溫度差損失為=++=

6、1.37+1=2.37℃由手冊(cè)可查得500KPa飽和蒸汽壓的溫度為151.7℃，汽化熱為2113.2KJ/kg（3）加熱蒸汽消耗量的計(jì)算11--加熱蒸汽量可通過(guò)熱量衡算求得，對(duì)圖1做熱量衡算：式中：H------加熱蒸汽的焓，kJ/kg;------二次蒸汽的焓，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(fù)荷或傳熱速率，kJ/kg;-------熱損失，可取Q的某一百分?jǐn)?shù)，kJ;-------分

7、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(jì)熱量損失，則（4）蒸發(fā)器的傳熱面積的計(jì)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降膜式蒸發(fā)器的總傳熱系數(shù)為1200~3500W/（m2·℃），取K=2000W/（m2·℃）11--為安全計(jì)取s=124*1.18=146m2計(jì)算結(jié)果列表：加熱蒸汽溫度(℃)151.7操作壓強(qiáng)Pi/(KPa)50

8、0溶液沸點(diǎn)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(jì)算我們選取的單效外熱式循環(huán)管式蒸發(fā)器的計(jì)算方法如下。（1）加熱管的選擇和管數(shù)的初步估計(jì)蒸發(fā)器的加熱管通常選用38*2.5mm無(wú)縫鋼管。加熱管的長(zhǎng)度一般為0.6~2m，但也有選用2m以上的管子。管子長(zhǎng)度的選擇應(yīng)根據(jù)溶