课程设计-蒸发器
过程设备原理课程设计
题目：NaOH水溶液蒸发装置的设计
学院：制造科学与工程学院
系别: 过程装备与控制工程
班级: 过控1102
学生姓名：周伟
学号： 20116201
指导老师：张健平
设计时间： 2014/7/4
《过程设备原理课程设计》任务书
题目：NaOH水溶液蒸发装置的设计
一、设计原始数据
（1）设计任务：处理量：7.92×104（吨/年）（7.92×104，9.95×104，1.667×105）；
料液浓度： 4.7% （4.7％，10.6%）质量%；
产品浓度：23.7% （23.7%，30%）质量%；
加热蒸汽温度151 （℃）（151，158.1）；
末效冷凝器的温度49 （℃）（49，59.6）。
（2）操作条件：加料方式：三效并流加料；
原料液温度：第一效沸点温度；
各效蒸发器中溶液的平均密度：ρ1=1014kg/m3，ρ2=1060kg/m3，ρ=1239kg/m3；
3
加热蒸汽压强：500kPa；
冷凝器压强：20kPa；
各效蒸发器的总传热系数：K1=1500W/（m2?K），
K2=1000W/（m2?K），
K3=600W/（m2?K）；
各效蒸发器中液面的高度：1.5m；
各效加热蒸汽的冷凝液均在饱和温度下排出；
假设各效传热面积相等，并忽略热损失。
（3）设备型式：中央循环管式蒸发器。
（4）厂址：四川绵阳。
（5）工作日：每年300天，每天24小时连续运行。
二、基本要求
（1）设计方案的简介：对确定的工艺流程及蒸发器型式进行简要论述。
（2）蒸发器的工艺计算：确定蒸发器的传热面积。
（3）蒸发器的主要结构尺寸设计。
（4）绘制工艺流程图及蒸发器设计条件图。
（5）设计结果汇总。
（6）对设计过程的评述和有关问题的讨论。
（7）编写课程设计说明书。
三、参考资料
[1] 中国石化集团上海工程有限公司等. 化工工艺设计手册（第四版上、下册）. 北京: 化学工业出版社, 2009.
[2]尾范英郎（日）著. 徐忠权译. 热交换设计手册. 北京: 化学工业出版社, 1981.
[3]时钧, 汪家鼎. 化学工程手册. 北京: 化学工业出版社, 1996.
[4]卢焕章. 石油化工基础数据手册. 北京: 化学工业出版社, 1982.
[5]陈敏恒，丛德兹. 化工原理(上、下册)(第二版). 北京: 化学工业出版社, 2000.
[6]大连理工大学化工原理教研室. 化工原理课程设计. 大连: 大连理工大学出版社, 1994.
[7]柴诚敬, 刘国维, 李阿娜. 化工原理课程设计. 天津: 天津科学技术出版社, 1995.
目录
目录
II
目录
1 设计方案简介 (1)
1.1 设计方案论证 (1)
1.2 蒸发器简介 (1)
2 设计任务 (3)
2.1 估算各效蒸发量和完成液浓度 (3)
2.2 估算各效溶液的沸点和有效总温度差 (3)
2.3 加热蒸汽消耗量和各效蒸发水量的初步计算 (6)
2.4 蒸发器传热面积的估算 (7)
2.5 有效温差的再分配 (7)
2.6 重复上述计算步骤 (8)
2.7 计算结果列表 (11)
3 蒸发器的主要结构尺寸的计算 (12)
3.1 加热管的选择和管数的初步估算 (12)
3.2 循环管的选择 (12)
3.3 加热室直径及加热管数目的确定 (12)
3.4 分离室直径和高度的确定 (12)
3.5 接管尺寸的确定 (13)
4 蒸发装置的辅助设备的选用计算 (15)
4.1 气液分离器 (15)
4.2 蒸汽冷凝器的选型设计 (15)
5 评述 (19)
5.1 可靠性分析 (19)
5.2 个人感想 (19)
6 参考文献 (20)
第一章绪论
1 设计方案简介
1.1 设计方案论证
多效蒸发的目的是：通过蒸发过程中的二次蒸汽再利用，以节约蒸汽的消耗，从而提高蒸发装置的经济性。目前根据加热蒸汽和料液流向的不同，多效蒸发的操作流程可以分为平流、逆流、并流和错流等流程。本设计根据任务和操作条件的实际需要，采用了并流式的工艺流程。下面就此流程作一简要介绍。
并流流程也称顺流加料流程（如图1），料液与蒸汽在效间同向流动。因各效间有较大的压力差，液料自动从前效流到后效，不需输料泵；前效的温度高于后效，料液从前效进入后效呈过热状态，过料时有闪蒸出现。此流程有下面几点优点：①各效间压力差大，可省去输料泵；②有自蒸发产生，在各效间不必设预热管；③由于辅助设备少，装置紧凑，管路短，因而温度损失小；④装置操作简便，工艺条件稳定，设备维修工作减少。同样也存在着缺点：由于后效温度低、浓度大，因而料液的黏度增加很大，降低了传热系数。因此，本流程只适应于黏度不大的料液。
1.2 蒸发器简介
随着工业蒸发技术的发展，蒸发设备的结构与型式亦不断改进与创新，其种类繁多，结构各异。根据溶液在蒸发中流动情况大致可分为循环型和单程型两类。循环型蒸发器可分为循环式、悬筐式、外热式、列文式及强制循环式等；单程蒸发器包括升膜式、降膜式、升－降膜式及刮板式等。还可以按膜式和非膜式给蒸发器分类。工业上使用的蒸发设备约六十余种，其中最主要的型式仅十余种。本设计采用了中央循环管式蒸发器，下面就其结构及特点作简要介绍。
中央循环管式蒸发器（如图2）又称标准蒸发器。其加热室由一垂直的加热管束（沸腾管束）构成，管束中央有一根直径较大的管子叫做中央循环管，其截面积一般为加热管束截面积的40%~100%。加热管长一般为1~2m，直径25~75mm，长径比为20~40。其结构紧凑、制造方便、操作可靠，是大型工业生产中使用广泛且历史长久的一种蒸发器。至今在化工、轻工等行业中广泛被采用。但由于结构上的限制，其循环速度较低（一般在0.5m/s以下）；管内溶液组成始终接近完成液的组成，因而溶液的沸点高、有效温差小；设备的清洗和检修不够方便。其适用于结垢不严重、有少量结晶析出和腐蚀性较小的溶
液。
并流加料三效蒸发的物料衡算和热量衡算的示意图如图所示：
第二章设计任务
2.1 估算各效蒸发量和完成液浓度
总蒸发量：W=11000*（1-0.047/0.237）=8819
设三效蒸发：W1:W2:W3=1:1.1:1.2
W=W1+W2+W3=3.3W
W1=8819/3.3=2672.4 kg/h
W2=1.1*2672.4=2039.7 kg/h
W3=1.2*2672.4=3206.9kg/h
得到各效料液浓度：
X1=FX0/(F-W1)=11000*0.047/(11000-2672.4)=0.0621
X2=FX0/(F-W1-W2)=11000*0.047/(11000-2672.4-2939.7)=0.0960
X3=0.237
2.2估算各效溶液的沸点和有效总温度差
P1=500 KPa P k=20KPa
各效之间的平均压差：∑△P=P1-P k=500-20=480 KPa
ΔP i=ΣΔP/3=160 KPa
故P1=500-ΔP I=500-160=340 KPa
P2=P1-ΔP i=340-160=180 KPa
P3=20 KPa
对第一效：查的常压下浓度为6.21%的NaOH沸点为101.6℃
Δ＇=101.6-100=1.6℃
查的二次蒸汽为640 KPa时的饱和温度为T1＇=137.7℃r＇=2155.2 KJ/Kg Δ＇=0.0162*（137.7+273）2 /2155.2*1.6=2.0℃
液层的平均压力P avi=340+1014*9.81*1.5/（2*103）=347.5 KPa
此压力下的水的沸点138.5℃
Δ＇＇=138.5-137.7=0.8℃
取Δ＇＇＇=1℃
则第一效溶液的温度t1=T1＇+Δ＇+Δ＇＇+Δ＇＇＇=137.7+1.6+0.8+1=141.1℃对第二效：查的9.6%的NaOH溶液沸点为102.8℃
Δ＇常=102.8-100=2.8℃
二次蒸汽在180KPa时饱和温度为T2＇=116.6℃r2＇=2214 KJ/Kg
Δ＇=0.0162*（116.6+273）2 /2114*2.8=3.1℃
液层的平均压力P av2=180+1060*9.81*1.5/（2*103）=187.7 KPa
此时水的沸点为118℃
Δ＇＇=118-116.6=1.4℃
取Δ＇＇＇=1℃
第二效溶液温度t2= T2＇+Δ＇+Δ＇＇+Δ＇＇＇=116.6+3.1+1.4+1=122.1℃
对第三效：
查的23.7%的NaOH溶液沸点为110℃
Δ＇常=110-100=10℃
二次蒸汽在20KPa时饱和温度为T3＇=60.1℃r2＇=2355 KJ/Kg
Δ＇=0.0162*（60.1+273）2 /2355*2.8=7.6℃
液层的平均压力P av3=20+1239*9.81*1.5/（2*103）=29.1 KPa
此时水的沸点为68.2℃
Δ＇＇=68.2-60.1=8.1℃
取Δ＇＇＇=1℃
第二效溶液温度t3= T3＇+Δ＇+Δ＇＇+Δ＇＇＇=60.1+7.6+8.1+1=76.8℃
查的500KPa下饱和蒸汽温度为151.7℃汽化潜热为3113 KJ/Kg
有效温度差∑Δt=（Ts-t k＇）-∑Δ
∑Δt=151.7-60.1-26=65.6℃
2.3求加热蒸汽量及各效蒸发量
第一效为沸点加料有：T0=t1=141.1℃
热利用系数η=0.98-0.7*（0.0621-0.0477）=0.978
则W1=η1D1r1/r＇1=0.978*2113/2155.2*D1=0.959D1
对第二效：
η2=0.98-0.7*（0.096-0.0621）=0.956
W2=η2[W1r2/r＇2+（FC po-W1C po）（t1-t2）/r＇2]=0.896W1+340.2
对第三效：
η3=0.98-0.7*（0.237-0.096）=0.881
W3=η2[W1r2/r＇2+（FCpo-W1Cpo-W2Cpo）（t2-t3）/r＇3]=0.694W1+677.5
W1+W2+W3=8819KJ/Kg
解得：W1=3012 KJ/Kg
W2=3039 KJ/Kg
W3=2767.8 KJ/Kg
D1=3140.8 KJ/Kg
2.4蒸发传热面积估算
S i=Q i/K iΔt i
Q1=D1*r1=3140.8*2113*103/3600=1.843*106 w
Δt1=T1-t1=151.7-141.1=10.6℃
S1=1.843*106/（1500*10.6）=151.9m2
Q2=W1r2＇=3012*2214*1000/3600=1.852*106
Δt2=T2-t2=137.7-122.1=15.6℃
S2=1.852*106/（1000*15.6）=118.7m2
Q3=W2r3＇=3039*2355*1000/3600=1.988*106
Δt3=T3-t3=116.6-76.8=15.6℃
S3=1.988*106/（600*39.8）=83.2m2
误差：1-Smin/Smax=1-83.2/151.9=0.45 误差过大
2.5 有效温差的再分配
S=（S1Δt1+S2Δt2+S3Δt3）/∑Δt=（151.9*10.6+118.7*15.6+83.2*39.6）/65.6=103.3m2 重新分配有效温差Δt1＇=S1/S *Δt1=151.9/103.3*10.6=15.6℃
Δt2＇=S2/S *Δt2=118.7/103.3*15.6=17.9℃
Δt3＇=S3/S *Δt3=83.2/103.3*39.8=32.1℃
2.6重复上述计算
计算个料液浓度，由所求的的各效蒸发量可得各效料液浓度：
X1=FX0/(F-W1)=11000*0.047/(11000-3012)=0.065
X2=FX0/(F-W1-W2)=11000*0.047/(11000-3012-3039)=0.104
X3=0.237
计算各料液的温度，因末效完成液浓度和二次蒸汽压力均不变，个温度损失视为恒定值，故末效温度任为76.8℃
t3=76.8℃
T3=T2＇=t3+Δt3＇=76.8+7.6+8.1+1=93.5℃
由第二效蒸汽温度T2＇以及第二效料液浓度X2查杜林线图得到第二效料液沸点为102.1℃。
而由液柱静压力及流动阻力引起的误差视为不变，则可得到第二效温度为: t2=t A2+Δ2＂+Δ2＇＇＇=102.1+0.8+1=103.0℃
同理T2=T1＇=t2+t2＇=103.5+17.9=121.4℃
由T2以及第一效料液浓度查杜林线图得到第一效料液沸点为128.6℃
则第一效的料液温度为t1=t A1+Δ1＂+Δ1＇＇＇=128.6+2.0+1=131.6℃
重新分配各效温度情况列于下表:
各效热量恒算：
第一效η=0.98-0.7*（0.065-0.047）=0.967
则W1=η1D1r1/r＇1=0.967*2113/2245.6*D1=0.950D1
对第二效：
η2=0.98-0.7*（0.104-0.065）=0.953
W2=η2[W1r2/r＇2+（FC po-W1C po）（t1-t2）/r＇2]=0.81W1+488.6
对第三效：
η3=0.98-0.7*（0.237-0.104）=0.887
W3=η2[W1r2/r＇2+（FCpo-W1Cpo-W2Cpo）（t2-t3）/r＇3]=0.635W1+827.8
W1+W2+W3=8819KJ/Kg
解得：W1=2980.3 KJ/Kg
W2=3029.7KJ/Kg
W3=2809.0KJ/Kg
D1=3137.2 KJ/Kg
与第一次计算结果比较：｜1-2980.3/3012｜=0.011
｜1-3029.7/3039｜=0.003
｜1-2809/2767.8｜=0.014
相对误差都在0.05一下，故各效蒸发量计算合理。
蒸发传热面积的计算：
S i=Q i/K iΔt i
Q1=D1*r1=3127.2*2113*103/3600=1.841*106 w
Δt1= 15.6℃
S1=1.841*106/（1500*15.6）=98.7m2
Q2=W1r1＇=2980.3*2245.6*1000/3600=1.859*106
Δt2＇=17.9℃
S2=1.859*106/（1000*17.9）=103.8m2
Q3=W2r2＇=3029.7*2270.2*1000/3600=1.911*106
Δt3=32.1℃
S3=1.911*106/（600*32.1）=99.2m2
误差：1-Smin/Smax=1-98.7/151.9=0.04 误差<0.05,故迭代计算结果合理。取平均传热面积S=100.5m2
2.7计算结果列表
3 蒸发器的主要结构尺寸的计算
3.1 加热管的选择和管数的初步估算
（L-0.1）
所需管子数n=S/πd
其中 S—蒸发器的传热面积，m2，由前面的工艺计算决定 d
—加热管外径，m
=57mm
L—加热管长度，m,取 L=2m, 管径d
n=100.5/（3.14*0.057*1.9）=295.5≈296根
正三角形排列如图所示：
3.2 循环管的选择
由经验公式循环管内径：
D i=√（0.4-0.1）nd i
因为S较大，取：
D i=√（0.4n）d i
所以D i=0.548m
选取φ630×20mm
3.3 加热室直径及加热管数目的确定 按正三角形排列，管束中心在线管数 n z =1.1*√296=19根
加热室内径D i =t （n c -1）+2b ＇ 其中t 为管心距，取0.07m, b=1d 0 D i =0.07*（19-1）+2*1*0.057=1.374m 3.4分离室直径和高度的确定 分离室的体积V=W/3600Ρu
其中W 为某效蒸发器的二次蒸气流量，ρ为某效蒸发器的二次蒸气的密度，U 为蒸气体积强度， 一般允许值为 1.1—1.5m3/（m3·s ） 取W=W 3=2809kg/h ，ρ=0.2668kg/m3 U=1.1m3/(m3·s)。 所以V=2.959m 3
分离室高度和直径的关系为：V=πd 2H/4 d=d i =1.374 求得H=1.997m 3.5 接管尺寸的确定
3.5.1 热蒸汽进口，二次蒸气出口，其中Vs 为流体的体积流量 流体进出口的内径d=√（4Vs/πu) 因为第一效流量最大，所以取其为计算量 Vs=2809/3600/0.124=6.293 m 3/s
取流速为25m/s d=√（6.293*4/25π）=0. 5663m 取管为φ570×15
则实际流速为 u=4*6.293/3.14*0.52 =32.06 m/s
3.5.2 溶液进出口，因为第一效的流量最大，所以取其为计算量 Vs=11000/3600/1170=0.00261 m 3/s
因为其流动为强制流动，u =0.8--15 m/s,所以取u = 3 m/s 则有 d=√（4*2.61*10-3/3.14*3）=0.0332 取管φ38×2.5 则实际流速为u=4*0.0332/3.14/0.032=43.40 m/s
3.5.3 冷凝水出口
其中Vs 为流体的体积流量
Vs=Ws/p=2809/3600/998=7.818*104m3/s
按自然流动的液体计算，u=0.08—0.15 m/s,取u=0.12m/s，则计算出
d=√（4*7.818*10-4/3.14/0.1）=0.099m
取管φ108×10实际流体流速为
u=4*7.818*10-4/3.14/0.12=0.099 m/s
4 蒸发装置的辅助设备的选用计算
4.1 气液分离器
4.1.1 本设计采用的是惯性式除沫器，其主要作用是为了防止损失有用的产品或防止污染冷凝液体。
其性能参数如表
表 0-1 惯性式除沫器性能参数如表
4.1.2 分离器的选型
由D0≈D1
D1：D2：D3：=1：1.5：2.0
H=D-3 H=（0.4～0.5）D1
其中 D0－二次蒸汽的管径，m
D1－除沫器内管的直径，m
D2－除沫器外管的直径，m
D3－除沫器外壳的直径，m
H－除沫器的总高度，m
h－除沫器的内管顶部与器顶的距离，m，m
所以 D1= D0=0.57 m D2=0.855m D3=1.14m H=D3=1.14m h=0.5D1=0.285m
4.2 蒸汽冷凝器的选型设计
4.2.1 本设计采用的是多层孔板式蒸汽冷凝器，其性能参数如表
4.2.2 蒸汽冷凝器的选型
1.冷却水量的确定
查多孔板冷凝器的性能曲线得18kPa的进口蒸汽压力，冷却水进口温度
20℃,1m3冷却水可冷却蒸汽量为X=53Kg，得V L=2809/53=53m3/h
2、冷凝器直径
取二次蒸汽的流速u=15m/s
D=√(4W/πρu)= √(4*2809/3600/3.14/15/0.124)=0.731
3、淋水板设计
因为D>500mm,取淋水板8块
淋水板间距以经验公式L n+1=0.7L n计算，取L末=0.15m 即L7=0.15m.依次计算出：
L6=L7/0.7=0.21
L5=L6/0.7=0.30
L4=L5/0.7=0.43
L3=L4/0.7=0.61
L2=L3/0.7=0.87
L1=L2/0.7=1.24
L0=L1/0.7=1.77
弓型淋水板的宽度 B‘=0.8D=0.8×649=519.2mm B=0.5D+50=0.5×649+50=374.5mm 其中B‘为最上面的一块板，B为其它板淋水板堰高h，取h=50mm
淋水板孔径冷却水循环使用，取8mm
淋水板孔数淋水孔流速u0=√ηφ（2gh）
其中η-淋水孔的阻力系数，η=0.95～0.98
水孔收缩系数，Ψ=0.80～0.82 h-淋水板堰高,m 取η=0.98 Ψ=0.82
计算u0=0.8m/s
孔数n=V2/(3600*πd2u0/4)=361
考虑到长期操作时易造成孔的堵塞，取最上层孔数为1.15n=1.15×361=414个，其它各板孔数应加大5%，即1.05n=1.05×361=379个
淋水孔采用正三角形排列。
5 评述
5.1 可靠性分析
计算过程中有计算误差或者人为误差，没有多次验算，而且有些设备的选择不是很准确，所以最后结果可靠性不是很强。
5.2 个人感想
经历了一个星期的设计与计算，本次化工原理课程设计也将告于段落，在这十几天的时间里收获了许多，是在平时的学习当中所感受不到的。
原本课程设计在想象中是一件很容易的事情，但是现在心里绝对不是这种想法了。理解了设计人员的不易，每一个数据的确定都要有它自己的依据，不能凭空捏造，更要明白每个数据存在的意义。更是自己对上学期的化工原理的应用，让我明白了化工原理的重要性，以及开设这门课程的意义，它是我们化工生产中不可缺少的一部分，假如生产时人，那它就是人脚下的路。想要走好这条路，就必须先铺好它。
在整个过程中也考验了自己多方面的能力，比如计算的严谨，相信很多人在这方面是深有感触也包括我自己在内，每组数据的计算都在三到四遍那样。还有对知识掌握的扎实程度，对公式的理解与运用，都是很重要的，真有种牵一发而动全身的感觉。还有就是电脑的运用上，如公式编辑器，Word的应用，AutoCAD的运用都在这次课程设计中体现，。让我认清了一件事，那就是作为当代大学生，不能只顾专业的学习，还要全方面的发展自己，让自己将来在社会上成为有用之人。
6 参考文献
[1] 柴诚敬，刘国维，李阿娜.化工原理课程设计[M].天津：天津科学技术出版社，1994：67-73
[2]大连理工大学化工原理教研室. 化工原理课程设计. 大连: 大连理工大学出版社, 1994.
[3]陈敏恒，丛德兹. 化工原理(上、下册)(第二版). 北京: 化学工业出版社, 2000.
双效蒸发课程设计课件
食品工程原理课程设计说明书@ 设计题目：番茄汁双效并流蒸发装置的设计 姓名：张馨月 [ 班级： 2014级食品科学与工程(1)班 学号： 123 指导教师：张春芝 日期： 2016年5月21日 ， [
目录 前言 (4) 设计题目 (4) ~ 蒸发流程特点 (4) 设计任务及操作条件 (4) 设备型式： (4) 操作条件 (4) 2.设计项目 (5) 设计方案简介： (5) 蒸发器的工艺计算： (6) 估算各效蒸发量和完成液浓度 (6) ！ 估计各效溶液的沸点和有效总温度差的估算 (6) 加热蒸汽消耗量和各效蒸发水量的初步计算 (10) 蒸发器传热面积的估算 (12) 有效温差的再分配 (13) 重复上述计算步骤 (13) 计算结果列表 (17) 3.蒸发器的主要结构尺寸设计 (18) 加热管的选择和管数的初步估计 (18) # 循环管的选择 (18) 加热室直径及加热管数目的确定 (19) 分离室直径与高度的确定 (20) 接管尺寸的确定 (21) 番茄汁的进出口 (22) 加热蒸汽进口与二次蒸汽出口 (22) 冷凝水出口 (22) 4.蒸发装置的辅助设备 (23) $ 气液分离器 (23) 蒸汽冷凝器 (24) 泵的选型 (25)
5.番茄汁双效并流加料蒸发装置的流程图和蒸发器设备工艺简图 (26) (26) 6.设计总结 (27) 7.参考文献 (28)
前言 设计题目 番茄汁双效并流加料蒸发装置的设计。 蒸发流程特点 蒸发是使含有不挥发溶质的溶液沸腾汽化并移出蒸汽，从而使溶液中溶质浓度提高的单元操作。蒸发具有它独特的特点：从传热方面看，原料和加热蒸汽均为相变过程，属于恒温传热：从溶液特点分析，有的溶液有晶体析出、易结垢、易生泡沫、高温下易分解或聚合，粘度高、腐蚀性强；从传热温差上看，因溶液蒸汽压降低，沸点增高，故传热温度小于蒸发纯水温度差；从泡沫夹带情况看，二次蒸汽夹带泡沫，需用辅助仪器除去；从能源利用上分析，可以对二次蒸汽重复利用等。这就需要我们从五个方面考虑蒸发器的设计。 随着工业蒸发技术的发展，蒸发器的结果和形式也不断的改进。目前蒸发器大概分为两类：一类是循环型，包括中央循环管式、悬筐式、外热式、列文式及强制循环式等；另一类是单程型，包括升膜式、降膜式、升——降膜式等。这些蒸发器形式的选择要多个方面综合得出。 现代化工生产实践中，为了节约能源，提高经济效益，很多厂家采用的蒸发设备是多效蒸发。因为这样可以降低蒸汽的消耗量，从而提高蒸发装置的各项热损失。多效蒸发流程课分为：并流流程、逆流流程、平流流程及错流流程。在选择形式时应考虑料液的性质、工程技术要求、公用系统的情况等。 设计任务及操作条件 设备型式：中央循环管式蒸发器。 图1-1 中央循环管式蒸发器
蒸发器的设计计算
蒸发器设计计算 已知条件：工质为R22，制冷量kW 3，蒸发温度C t ?=70，进口空气的干球温度为C t a ?=211，湿球温度为C t b ?=5.151，相对湿度为34.56=φ％；出口空气的干球温度为C t a ?=132，湿球温度为C t b ?=1.112，相对湿度为80=φ％；当地大气压力Pa P b 101325=。 （1）蒸发器结构参数选择 选用mm mm 7.010?φ紫铜管，翅片厚度mm f 2.0=δ的铝套片，肋片间距 mm s f 5.2=，管排方式采用正三角排列，垂直于气流方向管间距mm s 251=，沿 气流方向的管排数4=L n ，迎面风速取s m w f /3=。 （2）计算几何参数 翅片为平直套片，考虑套片后的管外径为 mm d d f o b 4.102.02102=?+=+=δ 沿气流方向的管间距为 mm s s 65.21866.02530cos 12=?=?= 沿气流方向套片的长度为 mm s L 6.8665.21442=?== 设计结果为 mm s L 95.892565.2132532=+?=+= 每米管长翅片表面积： f b f s d s s a 100042221? ??? ?? -?=π ()5 .21000 4.10414.36 5.212522???? ???-??= m m 23651.0=
每米管长翅片间管子表面积： f f f b b s s d a ) (δπ-= ()5 .21000 2.05.24.1014.3? -??= m m 203.0= 每米管长总外表面积： m m a a a b f of 23951.003.03651.0=+=+= 每米管长管面积： m m d a i i 2027.0)20007.001.0(14.3=?-?==π 每米管长的外表面积： m m d a b b 2003267.00104.014.3=?==π 肋化系数： 63.14027 .03951 .0== = i of a a β 每米管长平均直径的表面积： m m d a m m 2 02983.020086 .00104.014.3=?? ? ??+?==π （3）计算空气侧的干表面传热系数 ①空气的物性 空气的平均温度为 C t t t a a f ?=+=+= 172 13 21221 空气在下C ?17的物性参数 3215.1m kg f =ρ
干式和满液式蒸发器地区别
干式和满液式蒸发器的优缺点 满液式壳管蒸发器在管内走水，制冷剂在管簇外面蒸发，所以传热面基本上都与液体制冷剂接触。一般壳体内充注的制冷剂量约为筒体有效容积的55%~65%，制冷剂液体吸热气化后经筒体顶部的液体分离器，回入压缩机。 其优点是结构紧凑，操作管理方便，传热系数较高。其缺点是： ①制冷系统蒸发温度低于0℃时，管内水易冻结，破坏蒸发管； ②制冷剂充灌量大； ③受制冷剂液柱高度影响，筒体底部的蒸发温度偏高，会减小传热温差； ④蒸发器筒体下部会积油，必须有可靠的回油措施，否则影响系统的安全运行。 干式壳管式即非满液式蒸发器的制冷剂在管内流动，水在管簇外流动。制冷剂流动通常有几个流程，由于制冷剂液体的逐渐气化，通常越向上，其流程管数越多。为了增加水侧换热，在筒体传热管的外侧设有若干个折流板，使水多次横掠管簇流动。 其优点是： ①润滑油随制冷剂进入压缩机，一般不存在积油问题 ②充灌的制冷剂少，一般只有满液式的1/3 左右； ③t0在0℃附近时，水不会冻结。 但使用这种蒸发器必须注意： ①制冷剂有多个流程，在端盖转弯处如处理不好会产生积液，从而使
进入下一个流程的液体分配不均匀，影响传热效果； ②水侧存在泄漏问题，由于折流板外缘与壳体间一般有1~3mm间隙，与传热管之间有2mm左右的间隙，因而会引起水的泄漏。实践证明，水的泄漏会引起水侧换热系数降低20%~30%，总的传热系数降低5%~15%。 一种螺旋式油分离器在满液式螺杆冷水机组中的应用研究 -李进杨 回油的原因 由于润滑油沸点远高于制冷剂的，所以润滑油随制冷剂进入蒸发器后不会同制冷剂一起蒸发，此时若不采取适当措施，润滑油势必在蒸发器中越积越多，一方面在换热器的壁面上形成一层油膜，这样就大大降低了传热效果和制冷效率；另一方面压缩机缺油，这对机组的安全高效运行极为不利。因此，需要有合适的技术措施和控制程序处理润滑油，否则不能保证满液式蒸发器传热性能，机组的安全运行也会成问题。 油分离器 当螺杆式压缩机排出的高压气体和油的混合物进入油分离器时，由于油分离器容积大，气体的流速突降，加上气体的流动方向改变，依靠惯性作用使油分离沉降下来，大量的油聚集在分离器底部。这种分离被称为一级分离。为了进一步提高分离精度，一般要进行二级分离。一级分离后，利用特制的充填物，将细小的雾状油滴通过捕集作用，使油滴聚集变大，在流经填充物时被进一步分离出来。有的高效
升膜蒸发器设计计算说明书
《食品工程原理》课程设计 目录 一《食品工程原理》课程设计任务书 (1) (1) ........................................................................................................................................... ．设计课题 (2) (2) ........................................................................................................................................... ．设计条件 (2) (3) ........................................................................................................................................... .设计要求 (2) (4) ........................................................................................................................................... .设计意义 (2) (5) ........................................................................................................................................... .主要参考资料.. (3) 二设计方案的确定 (3) 三设计计算 (4) 3.1. ......................................................................................................................................... 总蒸发水量 (4) 3.2. ......................................................................................................................................... 加热面积初算. (4) ( 1)估算各效浓度 (4) ( 2)沸点的初算 (4) ( 3)温度差的计算 (5) (4)计算两效蒸发水量V，V2及加热蒸汽的消耗量S (6) (5)总传热系数K的计算 (7) ( 6)分配有效温度差，计算传热面积 (9) 3.3. ............................................................................................................................................ 重算两效传热面积.. (10) ( 1)第一次重算 (10) 3.4 计算结果 (11) 四蒸发器主要工艺尺寸的计算 (13)
多效蒸发器设计计算
多效蒸发器设计计算 （一） 蒸发器的设计步骤 多效蒸发的计算一般采用迭代计算法 （1） 根据工艺要求及溶液的性质，确定蒸发的操作条件（如加热蒸汽压强及冷凝 器压强）、蒸发器的形式（升膜蒸发器、降膜蒸发器、强制循环蒸发器、刮膜蒸发器）、流程和效数。 （2） 根据生产经验数据，初步估计各效蒸发量和各效完成液的组成。 （3） 根据经验，假设蒸汽通过各效的压强降相等，估算各效溶液沸点和有效总温 差。 （4） 根据蒸发器的焓衡算，求各效的蒸发量和传热量。 （5） 根据传热速率方程计算各效的传热面积。若求得的各效传热面积不相等，则 应按下面介绍的方法重新分配有效温度差，重复步骤（3）至（5），直到所求得的各效传热面积相等（或满足预先给出的精度要求）为止。 （二） 蒸发器的计算方法 下面以三效并流加料的蒸发装置为例介绍多效蒸发的计算方法。 1.估值各效蒸发量和完成液组成 总蒸发量 （1-1） 在蒸发过程中，总蒸发量为各效蒸发量之和 W = W 1 + W 2 + … + W n （1-2） 任何一效中料液的组成为 （1-3） 一般情况下，各效蒸发量可按总政发来那个的平均值估算，即 （1-4） 对于并流操作的多效蒸发，因有自蒸发现象，课按如下比例进行估计。例如，三效W1：W2：W3=1：1.1：1.2 （1-5） 以上各式中 W — 总蒸发量，kg/h ； W 1，W 2 ，… ，W n — 各效的蒸发量，kg/h ； F — 原料液流量，kg/h ； x 0, x 1,…, x n — 原料液及各效完成液的组成，质量分数。 2.估值各效溶液沸点及有效总温度差 欲求各效沸点温度，需假定压强，一般加热蒸汽压强和冷凝器中的压强（或末效压强）是给定的，其他各效压强可按各效间蒸汽压强降相等的假设来确定。即 （1-6） 式中 — 各效加热蒸汽压强与二次蒸汽压强之差，Pa ； — 第一效加热蒸汽的压强，Pa ； — 末效冷凝器中的二次蒸汽的压强，Pa 。 多效蒸发中的有效传热总温度差可用下式计算： （1-7） 式中 — 有效总温度差，为各效有效温度差之和，℃； — 第一效加热蒸汽的温度，℃； — 冷凝器操作压强下二次蒸汽的饱和温度，℃； — 总的温度差损失，为各效温度差损失之和，℃。 p ?1p k p '∑∑? -'-=?)(1k T T t ∑?t 1T k T '∑?
课程设计-蒸发器
过程设备原理课程设计 题目：NaOH水溶液蒸发装置的设计 学院：制造科学与工程学院 系别: 过程装备与控制工程 班级: 过控1102 学生姓名：周伟 学号： 20116201 指导老师：张健平 设计时间： 2014/7/4
《过程设备原理课程设计》任务书 题目：NaOH水溶液蒸发装置的设计 一、设计原始数据 （1）设计任务：处理量：7.92×104（吨/年）（7.92×104，9.95×104，1.667×105）； 料液浓度： 4.7% （4.7％，10.6%）质量%； 产品浓度：23.7% （23.7%，30%）质量%； 加热蒸汽温度151 （℃）（151，158.1）； 末效冷凝器的温度49 （℃）（49，59.6）。 （2）操作条件：加料方式：三效并流加料； 原料液温度：第一效沸点温度； 各效蒸发器中溶液的平均密度：ρ1=1014kg/m3，ρ2=1060kg/m3，ρ=1239kg/m3； 3 加热蒸汽压强：500kPa； 冷凝器压强：20kPa； 各效蒸发器的总传热系数：K1=1500W/（m2?K）， K2=1000W/（m2?K）， K3=600W/（m2?K）； 各效蒸发器中液面的高度：1.5m； 各效加热蒸汽的冷凝液均在饱和温度下排出； 假设各效传热面积相等，并忽略热损失。 （3）设备型式：中央循环管式蒸发器。 （4）厂址：四川绵阳。 （5）工作日：每年300天，每天24小时连续运行。 二、基本要求 （1）设计方案的简介：对确定的工艺流程及蒸发器型式进行简要论述。 （2）蒸发器的工艺计算：确定蒸发器的传热面积。 （3）蒸发器的主要结构尺寸设计。
满液式蒸发器的设计说明
3满液式蒸发器的设计 3.1制冷剂流量的确定 制冷剂压焓图： 图3.1 由蒸发温度50=t ℃，40=k t ℃，5=g t ℃，根据文献1《制冷原理及设备》附表13（P 341）和附图5（P 373）查得： 1407.143/(.)h kJ kg K =,)./(050.4302K kg kJ h =,)./(686.24943K kg kJ h h == ) ./(963.242, 4,3K kg kJ h h ==, kg m /103556.40331-?=ν, kg m /109876.17332-?=νkg m /1088392.0333-?=ν, kg m /100003.933,4-?=ν 单位制冷量： )./(180.164963.242143.407, 410K kg kJ h h q =-=-=（P 31） (3.1) 制冷剂流量： 00700.4263/164.180 m Q q kg s q = == （P 31） (3.2) 3.2载冷剂流量的确定 3301270 3.343610/()1000 4.1875 vs p s s Q q m s c t t ρ-= ==?-?? （P 246） (3.3) 3.3传热管的确定 选用φ10×1低螺纹铜管，取水流速度s m u /2.1=,则每流程的管子数Z 为
3 226 44 3.34361055.463.14(102)10 1.2 vs i q Z d u π--??===?-??根 (3.4) 圆整后，Z=56根。 实际水流速度 3 22644 3.343610 1.1884/ 1.2/3.14(102)1056vs i q u m s m s d Z π--??===≈?-?? (3.5) 3.4管程与有效管长 假定热流密度q=6600W /m 2 ,则所需的传热面积 3 20701010.616600 k Q F m q ?=== (3.6) 管子与管子有效长度的乘积 0010.61 6.033.140.0156 c F NI m d Z π===?? (3.7) 采用管子成正三角形排列的布置方案，管距s=14mm,对不同流程数N ，有效单管长c l ，总根数NZ,壳体直径D 及长径比D l c /进行组合计算，组合计算结果 表3.1不同流程数N 对应的管长c l 及D l c / 从D 及D l c /值看， 4流程是可取的。 3.5传热系数的确定 3.5.1蒸发器中污垢的热阻
化工原理课设 双效蒸发
化工原理课程设计 题目稀碱液NaOH的双效外加热式装置的设计 班级 学号 * * * * * * * * * * * * 姓名 * * * 指导教师陈少虎 完成日期
目录 第一部分设计任务书…………………………………………………………* 第二部分前言…………………………………………………………………* 第三部分符号说明……………………………………………………………(* 第四部分流程的确定及说明……………………………………………………* 第五部分设计计算书……………………………………………………………… * (一) 设计条件…………………………………………………………* (二) 计算过程…………………………………………………………* 5.2.1计算各效蒸发量及完成液的浓度……………………………* 5.2.2 估算各效溶液的沸点和有效总温度差………………………* 5.2.3估算各效温度差损失…………………………………………* 5.2.4各效溶液沸点及有效温度差…………………………………* 5.2.5加热蒸汽消耗量及各效蒸发量………………………………* 5.2.6传热面积………………………………………………………* 5.2.7重新分配有效温差……………………………………………* 5.2.8对各种温度差进行重新计算…………………………………* 5.2.9重算加热汽消耗量及各效蒸发量……………………………* 5.2.10重算传热面积…………………………………………………* (三) 蒸发器的主要结构尺寸…………………………………………* 5.3.1加热管的选择和管数的初步估计…………………………* 5.3.2蒸发装置的辅助设备及换热器选用………………………* 5.3.3蒸发器各尺寸的确定…………………………………* 5.3.4有关计算说明……………………………………………* 第六部分设计成果及讨论……………………………………………………* 第七部分参考文献……………………………………………………………*
降膜蒸发器设计
齐齐哈尔大学 蒸发水量为2000的真空降膜蒸发器 题目蒸发水量为2000的真空降膜蒸发器 学院机电工程学院 专业班级过控133 学生姓名戴蒙龙 指导教师张宏斌 成绩 2016年 12月 20日
目录 摘要............................................................ I II Absract............................................................ I V 第1章蒸发器的概述. (1) 1.1蒸发器的简介 (1) 1.2蒸发器的分类 (1) 1.3蒸发器的类型及特点、 (2) 1.4蒸发器的维护 (5) 第2章蒸发器的确定 (6) 2.1 设计题目 (6) 2.2 设计条件： (6) 2.3 设计要求： (6) 2.4 设计方案的确定 (6) 第3章换热面积计算 (7) 3.1.进料量 (8) 3.2.加热面积初算 (8) 3.2.1估算各效浓度: (8) 3.2.2沸点的初算 (8) 3.2.3计算两效蒸发水量，及加热蒸汽的消耗量 (9) 3.3.重算两效传热面积 (11) 3.3.1.第一次重算 (11) 第4章蒸发器主要工艺尺寸的计算 (12) 4.1加热室 (13) 4.2分离室 (13) 4.3其他工件尺寸 (14) 第5章强度校核 (15) 5.1 筒体 (15) 5.2前端管箱 (16) 参考文献 (19)
致谢 (21)
蒸发就是采用加热的方法，使溶液中的发挥性溶剂在沸腾状态下部分气化并将其移除，从而提高溶液浓度的一种单元操作，蒸发操作是一个使溶液中的挥发性溶剂与不挥发性溶质分离的过程。蒸发设备称为蒸发器，蒸发操作的热源，一般为饱和蒸汽。蒸发在操作广泛应于化学、轻工、食品、制药等工业中。工业上被蒸发处理的溶液大多数为水溶液。本次设计的装置为蒸发水量为2000降膜蒸发器，浓缩物质为牛奶。降膜蒸发器除适用于热敏性溶液外，还可用于蒸发浓度较高的液体。 关键词：蒸发；换热；高效；使用广泛
蒸发器课程设计
蒸发器主体为加热室和分离室，蒸发器的主要结构尺寸包括：加热室和分离室的直径及高度；加热管的规格、长度及在花板上的排列方式、连接管的尺寸。这些尺寸的确定取决于工艺计算结果，主要是传热面积。 3.1加热管的选择和管数的初步估计 3.1.1管子长度的选择根据溶液结垢的难易程度、溶液的起泡性和厂房的高度等因素来考虑。本次设计选用外循环式蒸发器，国产外循环式蒸发器蒸发器的管长一般从2560到3000mm不等，具体参考《糖汁加热与蒸发》⑴第139页表6-1，再根 据糖汁的黏度情况，选择加热管以及板管型号如下表3-1所示： 表3-1加热选择参数 因加热管固定在管板上，管板选择考虑到管板厚所占有的传热面积，以及因焊接所 需要每端留出的剩余长度，则计算理论管子数n时的管长实际可以按以下公式计 算： L=(L0-0.1 )m=3-0.1=2.9 m 前面已经计算求得各效面积A取500m2 n= = =1307 加热管的排布方式按正三角形排列，查《常用化工单元设备设计》[3]第163页表 4-6，知道当管数为1303时，排布为a=19层，1307与1303相差不大，在这可以取19层进行计算。其中排列在六角形内管数为=1027根，其余排列在弓形面积内，如果按标准间距即管间距离54mm排列，则有四根管排不下，四根管的总面积为： A3=3.1415926 X 0.042 >2.9 >3=1.53 m 2 鉴于前面已经取1.11的安全系数，如果现在取1303根管，则总面积为： =500-1.53=498.47 安全系数为K= =1.108 在安全系数范围内，所以可以不要三根管，取1303根。 3.1.2加热壳体的直径计算 D=t(b-1)+2e D-----壳体直径，m ; t -- 管间距，m ； b-----沿直径方向排列的管子数目； e-----外层管的中心到壳体内壁的距离，一般取e=(1.0?1.5)d0,在此取1.5。 b =2a-仁2 1X 仁37 D=0.054 (37-1)+2 X.5 X.042 =2.07m
干式和满液式蒸发器的区别
干式和满液式蒸发器的区别
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干式和满液式蒸发器的优缺点 满液式壳管蒸发器在管内走水，制冷剂在管簇外面蒸发,所以传热面基本上都与液体制冷剂接触。一般壳体内充注的制冷剂量约为筒体有效容积的５5%~65%，制冷剂液体吸热气化后经筒体顶部的液体分离器,回入压缩机。 其优点是结构紧凑，操作管理方便，传热系数较高。其缺点是: ①制冷系统蒸发温度低于0℃时,管内水易冻结，破坏蒸发管； ②制冷剂充灌量大; ③受制冷剂液柱高度影响,筒体底部的蒸发温度偏高,会减小传热温差； ④蒸发器筒体下部会积油,必须有可靠的回油措施,否则影响系统的安全运行。 干式壳管式即非满液式蒸发器的制冷剂在管内流动,水在管簇外流动。制冷剂流动通常有几个流程，由于制冷剂液体的逐渐气化,通常越向上，其流程管数越多。为了增加水侧换热,在筒体传热管的外侧设有若干个折流板,使水多次横掠管簇流动。 其优点是： ①润滑油随制冷剂进入压缩机,一般不存在积油问题 ②充灌的制冷剂少,一般只有满液式的1／３左右; ③t0在0℃附近时，水不会冻结。 但使用这种蒸发器必须注意： ①制冷剂有多个流程,在端盖转弯处如处理不好会产生积液，从而使
进入下一个流程的液体分配不均匀,影响传热效果; ②水侧存在泄漏问题，由于折流板外缘与壳体间一般有１~3mm间隙,与传热管之间有2ｍｍ左右的间隙，因而会引起水的泄漏。实践证明,水的泄漏会引起水侧换热系数降低20%~３０%,总的传热系数降低５%~15%。 一种螺旋式油分离器在满液式螺杆冷水机组中的应用研究 -李进杨 回油的原因 由于润滑油沸点远高于制冷剂的，所以润滑油随制冷剂进入蒸发器后不会同制冷剂一起蒸发,此时若不采取适当措施，润滑油势必在蒸发器中越积越多，一方面在换热器的壁面上形成一层油膜,这样就大大降低了传热效果和制冷效率；另一方面压缩机缺油,这对机组的安全高效运行极为不利。因此,需要有合适的技术措施和控制程序处理润滑油，否则不能保证满液式蒸发器传热性能,机组的安全运行也会成问题。 油分离器 当螺杆式压缩机排出的高压气体和油的混合物进入油分离器时，由于油分离器容积大,气体的流速突降，加上气体的流动方向改变,依靠惯性作用使油分离沉降下来，大量的油聚集在分离器底部。这种分离被称为一级分离。为了进一步提高分离精度,一般要进行二级分离。一级分离后，利用特制的充填物,将细小的雾状油滴通过捕集作用,使油滴聚集变大,在流经填充物时被进一步分离出来。有的高效型
双效蒸发课程设计课件
食品工程原理课程设计说明书 设计题目：番茄汁双效并流蒸发装置的设计 姓名：张馨月 班级： 2014级食品科学与工程(1)班 学号： 20144061123 指导教师：张春芝 日期：2016年5月21日
目录 前言 (3) 1.1设计题目 (3) 1.2蒸发流程特点 (3) 1.3设计任务及操作条件 (3) 1.3.1设备型式： (3) 1.3.2操作条件 (4) 2.设计项目 (4) 2.1设计方案简介： (4) 2.2蒸发器的工艺计算： (4) 2.2.1 估算各效蒸发量和完成液浓度 (5) 2.2.2 估计各效溶液的沸点和有效总温度差的估算 (5) 2.2.3 加热蒸汽消耗量和各效蒸发水量的初步计算 (7) 2.2.4 蒸发器传热面积的估算 (8) 2.2.5 有效温差的再分配 (8) 2.2.6重复上述计算步骤 (8) 2.3计算结果列表 (9) 3.蒸发器的主要结构尺寸设计 (10) 3.1.1 加热管的选择和管数的初步估计 (10) 3.1.2 循环管的选择 (10) 3.1.3 加热室直径及加热管数目的确定 (10) 3.1.4分离室直径与高度的确定 (11) 3.2接管尺寸的确定 (12) 3.2.1 番茄汁的进出口 (12) 3.2.2 加热蒸汽进口与二次蒸汽出口 (12) 3.2.3 冷凝水出口 (12) 4.蒸发装置的辅助设备 (13) 4.1气液分离器 (13) 4.2蒸汽冷凝器 (13) 4.3泵的选型 (14) 5.番茄汁双效并流加料蒸发装置的流程图和蒸发器设备工艺简图 (15) (15) 6.设计总结 (16) 7.参考文献 (16)
格力满液式水冷螺杆式冷水机组产品产品介绍和说明
湖南地区部份螺杆机使用情况（截止到2007年12月30日） 地区工程名称使用机型数量发货日期长沙XX际5A写字楼LSBLG960HG22007.08长沙XX招待所LSBLG325/B12006.04株洲XX休闲中心LSBLG27012005.04株洲XX足浴LSBLG32512004.09娄底XX建材超市LSBLG850HG12007.10浏阳XX有限公司LSBLG525/B 22006.06衡阳XX酒楼LSBLG270/B12005.06衡阳XX饭店LSBLG370/B12006.07衡阳XX潮流特区LSBLG420/B12007.01岳阳XX宾馆LSBLG325/B 22006.04岳阳XX宾馆LSBLG120/B12006.06益阳XX 大酒店LSBLG340/T12002.07益阳XX 宾馆LSBDG16012004.06益阳XX 宾馆LSBLG16012005.05益阳XX王朝LSBLG420/B12006.09沅江XX研究所LSBLG16012005.05沅江XX宾馆LSBLG160/B12006.05沅江XX娱乐城LSBLG650/B12006.05常德XX宾馆LSBLG190/B12006.06张家界XX大楼LSBLG840/B12006.01吉首XX娱乐城LSBLG270/B12006.04吉首XX娱乐城LSBLG325/B12006.05吉首XX国际大酒店LSBLG650/B12006.07吉首XX洗脚城LSBLG160/B12006.08怀化XX宾馆LSBLG650/B12006.05怀化XX娱乐城LSBLG300/B12006.06
5、产品样本、说明书等技术资料及获奖产品的证明 格力满液式水冷螺杆式冷水机组主要配置及易损件表 部件名称规格型号制造厂名和国别 压缩机（含电机）上海/北京冷凝器卧式壳管式冷凝器珠海 蒸发器满液式蒸发器珠海 油分离器卧式油分离珠海电子膨胀阀墨西哥干燥过滤器墨西哥电磁阀墨西哥微机控制系统格力触摸屏台湾
三效蒸发器的设计 化工原理课程设计
化工原理课程设计
字符说明 ........................................................................................................................................................... - 2 - 第一节概述 ............................................................................................................................................... - 3 - 一．蒸发及蒸发流程 ............................................................................................................................... - 3 - 二．蒸发操作的分类 ............................................................................................................................... - 3 - 三．蒸发操作的特点 ............................................................................................................................... - 3 - 四、蒸发设备 ........................................................................................................................................... - 4 - 五、蒸发器选型 ....................................................................................................................................... - 4 - 第二节蒸发装置设计任务.............................................................................................................................. - 5 - 一、设计题目 ........................................................................................................................................... - 5 - 二、设计任务及操作条件........................................................................................................................ - 5 - 第三节三效蒸发器得工艺计算.................................................................................................................... - 5 - 一、估计各效蒸发量和完成液浓度........................................................................................................ - 5 - 二、估计各效溶液的沸点和有效总温差................................................................................................ - 6 - 三加热蒸汽消耗量和各效蒸发水量的计算.......................................................................................... - 8 - 四、蒸发器的传热面积的估算................................................................................................................ - 9 - 五、有效温差的再分配.......................................................................................................................... - 10 - 六、重复上述计算步骤.......................................................................................................................... - 10 - 七、计算结果 ......................................................................................................................................... - 12 - 第四节蒸发器的主要结构尺寸计算.................................................................................................... - 12 - 一、加热管的选择和管数的初步估计.................................................................................................. - 12 - 二、循环管的选择 ................................................................................................................................. - 12 - 三、加热室直径及加热管数目的确定.................................................................................................. - 13 - 四、分离室直径与高度的确定.............................................................................................................. - 13 - 五、接管尺寸的确定 ............................................................................................................................. - 14 - 第五节蒸发装置的辅助设备.................................................................................................................. - 15 - 一、气液分离器 ..................................................................................................................................... - 15 - 二、蒸汽冷凝器 ..................................................................................................................................... - 15 - 三淋水板的设计 ................................................................................................................................... - 16 - 【参考文献】 ......................................................................................................................................... - 17 -
蒸发器设计说明书
KNO3水溶液三效并流蒸发系统设计 摘要：蒸发是化工生产中重要的单元操作，普遍应用于化工、医药、食品等行业中。本次课程设计的任务是设计三效并流蒸发装置，将10% KNO3溶液浓缩至40%，年处理量为5×104吨。采用中央循环管型蒸发器。设计工作主要包括工艺设计计算，蒸发器传热面积优化编程，蒸发器工艺尺寸的设计计算及辅助设备的选型计算，主要设备的强度校核，管道及各种连接件的选型，工艺流程图及蒸发器装配图的绘制。 关键词：三效并流蒸发装置；蒸发；KNO3 Abstract: Evaporation is an important unit operation in chemical process. It finds wide application in such fields as chemical industry, pharmaceutical industry, food industry and so on. The task is to design a three-effect forward flow evaporation system to concentrate 20,000 ton/year of KNO3aqueous solution from 10% to 40%. Standard evaporator (evaporator with central circulation downcomer) was chosen. The major work includes calculation of the process parameters and the heat transfer area, determination of the size and structure of the evaporator, and selection of the ancillary facilities, as well as checking the strength of the main equipments and choosing appropriate pipes. The process flow chart and the assembly drawing of one evaporator were completed with the aid of Auto CAD. Keyword: Three-effect forward flow evaporation; evaporation; KNO3 第一章概述
化工原理课程设计三效逆流蒸发器
NaOH水溶液三效并流加料蒸发装置的设计设计单位： 设计者： 设计日期：
设计任务书 一、设计题目 NaOH水溶液三效并流加料蒸发装置的设计 二、设计任务及操作条件 1.处理能力 2.5×104吨/年NaOH水溶液 2.设备形式蒸发器 3.操作条件 a．NaOH水溶液的原料液浓度为10%(wt) ，温度为35℃，用预热器加热至第一效沸点温度，再送进蒸发器；完成液浓度为40%(wt)。 b．加热蒸汽压强为500kPa（绝压），末效为真空，压力为15.5kPa（绝压）。 c．各效传热系数分别为： K1=3000 W/(m2·℃) K2=1500 W/(m2·℃) K3= 750W/(m2·℃) d．各效蒸发器中的液面高度：1.5-2.5m。 e．各效加热蒸汽的冷凝液均在饱和温度下排出。假设各效传热面积相等，并忽略热损失。 f．每年按330天计，每天24小时连续运行。 三、设计项目 1.设计方案简介：对确定的工艺流程及蒸发器型式进行简要论述。 2.蒸发器的工艺计算：确定蒸发器的传热面积。 3.蒸发器的主要结构尺寸设计。 4.主要辅助设备选型，包括预热器、汽液分离器及蒸汽冷凝器。 5.绘制NaOH水溶液三效并流加料蒸发装置的流程图及蒸发器总装配图。 目录 1.概述 (1)
1.1蒸发操作的特点 (1) 1.2蒸发设备及蒸发器 (5) 1.3三效蒸发工艺流程 (10) 2.工艺计算及主体结构计算 (11) 2.1三效蒸发工艺计算 (11) (11) (13) 2.2蒸发器主要结构计算 (23) 3.蒸发装置辅助设备选型 (30) 4.探索使用Aspen Plus设计蒸发器方法 (33) 5.后记 (35)