套管蒸发器计算说明
蒸发器设计计算
选择套管式蒸发器
冷凝温度40=k t ℃；过冷度5=?k t ℃；蒸发温度02t =℃；冷水进口温度121=s t ℃；冷水出口温度27s t =℃；蒸汽过热度05t ?=℃。
（1） 有关参数的选择设计
冷冻水进口温度121=s t ℃，冷冻水出口温度27s t =℃，则对数平均温差
120102
1277.214212ln ln 27s s m s s t t t t t t θ--===----℃ 选取管内水速s m w 5.2=
选取管内冷却水污垢系数()20.00017i r m K W =?
选用16 1.5mm mm ??的紫铜管轧制的低翅片管为内管，且选用如下表所示的5号管，其管型结构参数如下：翅节距 1.25f S mm =、翅厚0.223t mm δ=、翅高1.5h mm =、管内径11i d mm =、翅根管面外径12.86b d mm =、翅顶直径
15.86t d m m
=
每米管长各有效换热面积分别为
220.0110.0346i i a d m m m m ππ==?=
220.018750.0002230.001250.0089d t t f a d S m m m m πδπ==??=
())())22222220.015860.0128620.001250.1083f t b f a d d S m m m
ππ=-=?-?=
()()()220.0112860.001250.0002230.001250.0332b b f t f a d S S m m m m
πδπ=-=??-=()220.00890.10830.03320.1504of d f b a a a a m m m m =++=++=
（2）确定内管根数
水在平均温度121279.522
s s m t t t ++===℃时，密度3999.7kg m ρ=、比定压热容()4191p c J kg K =?，则冷冻水体积流量
()()
3430125707 2.7210999.74191127v p s s Q q m s m s c t t ρ-===?-??- 根据所选管型11i d mm =及管内水速s m w 5.2=，则所需内管根数
4
224 2.721010.011 2.54v
i q n d w ππ-??===??根根 蒸发器采用一根套管，每一根套管内穿一根低翅片管的结构形式。
（3）传热计算
1）先计算水侧表面传热系数
水在9.5m t =℃时，运动粘度621.30810m s ν-=?，因为
462.50.011Re 21024.46101.30810
i
wd ν-?===? 故水在管内的流动状态为湍流。考虑将套管盘成曲率半径mm R 125=的螺旋盘管，盘管水侧热修正系数
111 1.77
1 1.77 1.16125
i R d R ε=+=+= 则水侧表面传热系数 ()0.80.8
20.20.22.511617 1.1696190.011
wi R i w B W m K d αε==??=? B ——水在9.5m t =℃时物性集合系数
1395.623.261395.623.269.51617m B t =+=+?=
2）计算套管间的表面传热系数
制冷剂R22在02t =℃时汽化潜热203.74s r kJ kg =，汽相密度322.6v kg m ρ=，
液相密度31274.7l kg m ρ=，液态运动粘度62213.510l m s ν-=?，液相导热率()0.00939l W m K λ=?，液相普朗特数 2.6716rl p =。制冷剂进入蒸发器时的干度为10.05x =,出来时干度2 1.00x = 管路中的质量流速
222123.29492.24(.)36003600(0.0270.016)
m i i q g kg m s A ∣π?=
==??- 对流特征数 0.80.500.80.51()()0.051122.62()()0.0511274.7
2
0.12
g x c l x
ρρ-=+-=+= 液相弗劳德数
22
2292.240.04869.89.8i rl l i g F d ρ===???1274.7?9.8
液相单独流过管间的表面传热系数
0.40.80.40.86(1)0.023()92.24(10.525)0.011 2.67160.09390.023()213.5100.011
140.15
i i
rl l l l i
g x d p d λαμ--=?-??=??= 沸腾特征数
00092.24203.74i q q B g r ==? 0q 为管的热流密度
当00.65c <时
123451.136,0.9,667.2,0.7,0.3c c c c c ==-===
制冷剂R22的 2.2fl F =
管束间沸腾的两相表面传热系数
524
010300.90.30.700.7
0{()(25)()}140.15{1.136(0.12)(250.0486)667.2() 2.2}1137.68209.6()c c C l rl fl c c F c B F B q αα-=+=??+??=+
取紫铜的热导率()K m W ?=393λ则有
000.7011()7.21410.150.000930.151(0.00017)96190.03463930.03461137.68209.6()m
of of i wi i m q a a r a a q q θδαλα=+++=++++
用是试凑法算的05800q =，则蒸发器所需传热面积
22057070.9845800
k of Q A m m q === 所需低翅片管有效总管长
0.984 6.560.15
of
of A L m m a === 蒸发器整体结构：蒸发器外管采用φ32?2.5mm 的无缝钢管。将套管弯成曲率半径R=125mm 的螺旋盘管，并使蒸发器的进出口端面朝向同一方向，螺旋盘管的高度约为0.267m 。
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
蒸发器的选择计算
. 新乡双赢蒸发器选择计算的任务是选择合适的蒸发器类型和计算蒸发器的传热面积，确定定型产品的型号与规格。蒸发器的传热面积计算公式为 Qe=kA△tm 式中Qe----蒸发器的制冷量，W； K-----蒸发器的传热系数，W/(M2.℃); A-----蒸发器的传热面积，M2； Tm----蒸发器的平均传热温差，℃。 对于冷却液体或空气的蒸发器，蒸发器的制冷量应为 Qe=Mc（T1-T2） Qe=M（H1-H2） 式中M---被冷却液体（水、乙二醇）或空气的质量流量，kg/s; C--------被冷却液体的比热，J/(kg.℃); T1、T2----被冷却液体进、出蒸发器的温度，℃； H1、H2----被冷却空气进、出蒸发器的比焓，J/kg。 对于制冷系统，M、c、T1、T2，通常是已知的。例如，为空调系统制备冷冻水，其流量、要求供出的冷冻水温度（T2)及回蒸发器的冷冻水温度（T1)都是已知的。因此，蒸发器的热负荷Qe是已知的。对于热泵系统，进蒸发器的温度T1与热泵的低位热源有关。例如，水作低位热源时，T1决定于水位（河水、湖水、地下水、海水等）的温度。而T2、M的确定需综合考虑热泵的COPh、经济性等因素确定。 蒸发器内制冷剂出口可能有一定的过热度，但过热所吸收的热量比例很小，因此在计算传热温差时，制冷剂的温度就认为是蒸发温度Te，平均传热温差应为 T1--T2 △tm=----------------- T1--Te LN--------- T2--Te △tm和Te的确定影响到系统的运行能耗、设备费用、运行费用等。如果Te取得低，则△tm增大，传热面积减少，降低了蒸发器设备费用；而系统的制冷量、性能系数减小，压缩机的功耗增加，运行费用增大。如果取得高，则与之相反。用于制取冷水的满液式蒸发器Te一般不低于2℃。关于△tm或（T2-Te）的推荐值列于表中。蒸发器的传热系数K与管内、外的放热系数、污垢热阻等因素有关，详细计算请参阅文献。表中还列出了常用蒸发器传热系数K的推荐值。 '.
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
蒸发器尺寸设计
蒸发器工艺尺寸计算? 加热管的选择和管数的初步估计 1加热管的选择和管数的初步估计 蒸发器的加热管通常选用38*2.5mm无缝钢管。 加热管的长度一般为0.6—2m，但也有选用2m以上的管子。管子长度的选择应根据溶液结垢后的难以程度、溶液的起泡性和厂房的高度等因素来考虑，易结垢和易起泡沫溶液的蒸发易选用短管。根据我们的设计任务和溶液性质，我们选用以下的管子。 可根据经验我们选取：L=2M，38*2.5mm 可以根据加热管的规格与长度初步估计所需的管子数n’， =124（根） 式中S=----蒸发器的传热面积，m2，由前面的工艺计算决定（优化后的面积）； d0----加热管外径，m；????? L---加热管长度，m；? 因加热管固定在管板上，考虑管板厚度所占据的传热面积，则计算n’时的管长应用（L—0.1）m. 2循环管的选择 ???? 循环管的截面积是根据使循环阻力尽量减小的原则考虑的。我们选用的中央循环管式蒸发器的循环管截面积可取加热管总截面积的40%--100%。加热管的总截面积可按n’计算。循环管内径以D1表示，则 所以mm 对于加热面积较小的蒸发器，应去较大的百分数。选取管子的直径为：循环管管长与加热管管长相同为2m。 按上式计算出的D1后应从管规格表中选取的管径相近的标准管，只要n和n’相差不大。循环管的规格一次确定。循环管的管长与加热管相等，循环管的表面积不计入传热面积中。 3加热室直径及加热管数目的确定 ?? 加热室的内径取决于加热管和循环管的规格、数目及在管板撒谎能够的排列方式。 ?? 加热管在管板上的排列方式有三角形排列、正方形排列、同心圆排列。根据我们的数据表加以比较我们选用三角形排列式。 管心距t为相邻两管中心线之间的距离，t一般为加热管外径的1.25—1.5倍，目前在换热器设计中，管心距的数据已经标准化，只要确定管子规格，相应的管心距则是定值。我们选用的设计管心距是：???? 确定加热室内径和加热管数的具体做法是：先计算管束中心线上管数nc，管子安正三角形排列时，nc=1.1* ；其中n为总加热管数。初步估计加热室Di=t(nc-1)+2b’,式中b’=(1—1.5)d0.然后由容器公称直径系列，试选一个内径作
蒸发器的原理以及分类
除湿机蒸发器又称冷却器，它是制冷循环中直接制冷的器件，一般装在室内机组中。 蒸发器的种类很多，很大一部分蒸发器主要用来冷却空气，即表面冷却式蒸发器；还有少部分是用来冷却水的蒸发器，即冷水机组。 1.冷却空气的蒸发器（表面冷却式蒸发器） 1）表面冷却式蒸发器的工作原理。表面冷却式蒸发器的工作过程是一个汽化吸热过程。制冷剂经节流过程后，成为气液混合体，但其中液体占大部分。降压后的制冷剂液体在蒸发器中流动时，激烈的进行吸热汽化，称为沸腾，这一步才是获得制冷效应的热力过程，是制冷系统的最终目的，这一过程在蒸发器内进行，此后制冷剂变为气态再经过压缩进入空气冷凝过程。 蒸发器吸收的热量来自于两部分：一是冷却空气所放出的显热；二是空气中水蒸气冷凝时放出的潜热。换句话说，空调器的制冷量一部分用于降低被冷却空气的温度，另一部分用于空气中水蒸气的冷凝（除湿）。2）表面冷却式蒸发器的结构。表面冷却式蒸发器的结构与空气冷凝器一样，只是外观造型不一样，它也是用风机鼓动空气强迫对流式的蒸发器。 2.冷水机组蒸发器 3.冷水机组过去是大。中型的机组，一般用于中央空调中，以水作为介质，把冷源送往各个房间。目前 已发展至制冷量为23250W左右的小型制冷装置，甚至更小的冷水机组，作为一种称为模块式的冷水机组。这种机组体积小，搬运灵活，安装场地小，可以几台并列安装，组合使用，较适宜于户式中央空调器。 冷水机组的制冷剂都是水，用于空调中以冷却水为介质的蒸发器，最常用的有以下两种类型。1）干式壳管式蒸发器 干式壳管式蒸发器的实物外形及其结构。一个细长的筒体两端有圆板，用焊接形式与筒体结合，并有一定的密闭性。管板上有许多管孔，将蒸发管插入管孔，并露出管板外，用管密封或焊接密封。管板外再盖以端盖，端盖与管板接触面有垫片充填密封，并用螺旋紧固。端盖上有分隔肋，把端盖内腔分为几个部分，一般是一分为四，这样就分成四个流程。筒体上的两端各焊接一段钢管，管口装有法兰，一遍与水管连接，铜管内装有十多块者流板，一只端盖上有进出口接管，进口小，出口大，并装有法兰，一遍与系统连接。这就是干式壳管式蒸发器的结构。
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 '∑?
降膜式与满液式蒸发器的区别
降膜式与满液式蒸发器的区别 换热器结构不同。 满液式冷媒直接浸泡铜管束。气泡在管壁形成并溢出。 降膜式冷媒喷淋在铜管上，利用铜管翅片产生格里谷里希效用。提高换热系数。降膜式比满液换热效率高，冷媒使用量少。具体冷媒怎么喷淋到铜管上，才用喷嘴还是什么的。这个就不清楚了。 降膜式蒸发器蒸发器的优点是比满液式蒸发器冷媒填充量低，但是关于传热效率的问题不是很了解，有的说满液式蒸发器由于铜管全部侵泡在冷媒里面，故传热效率高，有的说降膜式蒸发器由于冷媒仅附着在铜管表面，很快被蒸发掉，然后继续接受新的冷媒换热蒸发，故换热效率高，真的搞不清楚，到底是满液式蒸发器传热效率高还是降膜式蒸发器传热效率高？还是两者差不多? 这个肯定是降膜传热效率高。 降膜蒸发是流动沸腾，由于管外表面的液膜层厚度小，没有静压产生的沸点升高，传热系数高。而满液式蒸发（也就是沉浸式蒸发）产生的气泡易于集聚在换热管的表面，导致换热效率下降，其换热效果不如降膜蒸发。总的来说降膜蒸发属于小温差情况下，但要防止结垢，影响传热效率。 冷水机组”，是对一种制冷机组的习惯命名法，这种“冷水机组”一般用于中央空调的冷源，或者空调工况的制冷，输出的是低温的冷水，通常叫做“冷冻水”，故而得名。一般把只能制冷的叫做冷水机组，而能同时制热的，我们叫做“热泵”机组。 而“满液式”是指机组所用的“壳管式蒸发器”采用了“满液式蒸发器”的形式，这是区别于“干式”、“降膜式”的一种壳管式蒸发器。它的“壳程”内走制冷剂循环，“管程”内走冷冻水循环，从剖面上看，就好像是筒体里有大半筒制冷剂，而走水的管束浸泡在制冷剂里。它和“干式蒸发器”刚好相反，干式的是“管程”走制冷剂，“壳程”走水，好比制冷剂管束浸泡在水里。 满液式蒸发器，以及满液式机组，比起干式蒸发器/干式机组来说传热效率更高，出水温度与蒸发温度的趋近温差小，沿程阻力小，适合循环量大的机组（比如离心机），制冷效果好。但是制冷剂充注量要求大，并且需要专用的回油系统，帮助压缩机回油。 如果在机组名字前再加上“水冷”，则是指机组的冷凝器形式，采用水冷却还是空气冷却，分为风冷、水冷。如果再加上压缩机的形式“活塞式、螺杆式、离心式”，那么就是完整的机组命名了。 比如“水冷螺杆满液式冷水机组”。在大部分场合，为了简略，会省却其中一两个部件的名称，只提和上下文相关的名称，比如“满液式冷水机组”（可能是只为了强调“满液式。 满液式就是冷媒在铜管与壳管之间，而冷冻水在铜管里面流动，干式就是他两相反。冷媒在铜管里蒸发，水在铜管与壳管之间流动，他们主要用于热泵空调上。在工业低温冷水机一般都是用普通那种干式的蒸发器。
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)
干式壳管式蒸发器的设计过程
干式壳管式蒸发器的设计过程 初步规划过程：已知制冷量O Q ，和制冷剂的质量流量mt q （如制冷剂质量流量未知可通过mt q =O Q /（1'3h h -）求出）。 过热度 过冷度 （1） 求出冷冻水的体积流量s qv =O Q /'"111()p c t t ρ-（'1t 为冷冻水出水温度，" 1t 为冷 冻水进水温度） （2） 估计换热器的传热系数K 估（采用一般的铜光管时，换热器的传热系数为 523~580w/（m 2 ℃），如果采用小直径铜管密排时，传热系数可提高为1000~1160w/ （m 2 ℃），采用强化管传热系数会有更大的提高，能提高多少，根据铜光管时的水速和制冷剂的质量流速而定，即为水侧的换热系数和制冷剂侧换热系数而定） （3） 估算换热面积F 估=O Q /K 估m t ?（初步规划的换热面积要考虑过热度对传热系数 的影响，因此规划的换热面积要比校核计算的换热面积提高15%~30%左右，根据过热度的大小，选择合适的范围，另外，管板及折流板占据了换热面积不参与换热，因此初步规划的换热面积要再提高5%左右） （4） 单管程热交换器的管程流通截面积s A =mt q /m v （为了保证润滑油带回压缩机， 制冷剂在换热管的出口流速大于4m/s ，此时制冷剂的质量流速一般为m v =100 kg/(m.s)左右，质量流速越大，制冷剂侧和整体的换热系数越高） （5） 单程的管数n=4s A /（πd i 2）（d i 为所选换热管的内径） （6） 根据所估的换热面积，每根管子的长度L=F 估/πnd 0 （d 0为管子的计算直径） （7） 确定合适的管程数N 及换热管长度l ，N=L/l （换热管长度与壳体直径之比通常 为6~10），GB151-1999推荐的换热管长度采用：1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、4.5、6.0、7.5、9.0、12.0m 等）。 （8） 总的管子数Z m =nN
降膜蒸发器的设计说明
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 V Absract ............................................................................................. 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 (2) 1.3蒸发器的类型及特点、 (3) 1.4蒸发器的维护 (7) 第2章蒸发器的确定 (9) 2.1 设计题目 (9) 2.2 设计条件： (9) 2.3 设计要求： (9) 2.4 设计方案的确定 (10) 第3章换热面积计算 (11) 3.1.进料量 (11) 3.2.加热面积初算 (11) 3.2.1估算各效浓度: (11) 3.2.2沸点的初算 (12)
3.2.3计算两效蒸发水量，及加热蒸汽的消耗量 (13) 3.3.重算两效传热面积 (15) 3.3.1.第一次重算 (15) 第4章蒸发器主要工艺尺寸的计算 (17) 4.1加热室 (17) 4.2分离室 (18) 4.3其他工件尺寸 (19) 第5章强度校核 (20) 5.1 筒体 (20) 5.2前端管箱 (21) 参考文献 (26) 致谢 (29)
翅片式蒸发器
翅片式蒸发器 蒸发器是制冷四大件中很重要的一个部件，低温的冷凝“液”体通过蒸发器，与外界的空气进行热交换，“气”化吸热，达到制冷的效果。 中央循环管式蒸发器 蒸发器 evaporator & vaporizer 蒸发器分为循环型和膜式两大类。 主要由加热室和蒸发室两部分组成。加热室向液体提供蒸发所需要的热量，促使液体沸腾汽化；蒸发室使气液两相完全分离。加热室中产生的蒸气带有大量液沫，到了较大空间的蒸发室后，这些液体借自身凝聚或除沫器等的作用得以与蒸气分离。通常除沫器设在蒸发室的顶部。 蒸发器按操作压力分常压、加压和减压3种。按溶液在蒸发器中的运动状况分有：①循环型。沸腾溶液在加热室中多次通过加热表面，如中央循环管式、悬筐式、外热式、列文式和强制循环式等。②单程型。沸腾溶液在加热室中一次通过加热表面，不作循环流动，即行排出浓缩液，如升膜式、降膜式、搅拌薄膜式和离心薄膜式等。③直接接触型。加热介质与溶液直接接触传热，如浸没燃烧式蒸发器。蒸发装置在操作过程中，要消耗大量加热蒸汽，为节省加热蒸汽，可采用多效蒸发装置和蒸汽再压缩蒸发器。蒸发器广泛用于化工、轻工等部门。 医学中蒸发器vaporizer 挥发性吸入麻醉药在室温下均呈液态。蒸发器能有效地将挥发性麻醉药液蒸发为气体，并能精确地调节麻醉药蒸气输出的浓度。麻醉药的蒸发需要热量，蒸发器周围的温度是决定挥发性麻醉药蒸发速度的主要因素。当代的麻醉机广泛采用了温度一流量补偿型蒸发器，即在温度或新鲜气流量发生变化时，能通过自动补偿机制来保持挥发性吸入麻醉药蒸发速度恒定，从而保证吸入麻醉药离开蒸发器的输出浓度稳定。由于不同挥发性吸入麻醉药的沸点和饱和蒸气压等物理特性不同，因此，蒸发器具有药物专用性，如恩氟烷蒸发器、异氟烷蒸发器等，相互不能通用。现代麻醉机的蒸发器多放置在麻醉呼吸环路之外，有单独的氧气气流与之连接，蒸发出的吸入麻醉药蒸气与主气流混合后再供病人吸入。
蒸发计算方法综述
蒸发 摘要：蒸发是地球表面水量和能量平衡中的重要分量，对于区域气候、旱涝变化趋势，水资源形成及变化规律，水资源评价等方面的研究有着重要作用。本文列举了常用的几种蒸发计算方法，对每种方法的优缺点进行了简要概括，并提出了未来蒸发计算方法的发展方向。 关键词：蒸发 计算方法 1 关于蒸发的几个概念 蒸发（Evaporation ）是水循环和水平衡的基本要素之一。水分从液态变为汽态的过程称为蒸发。它涉及地球表层中能量循环和物质转化最为强烈的活动层——土壤-植物-大气系统(SPAC )，常受下垫面条件(如地形、土壤质地、土壤水分状况等)、植物生理特性(如植物种类、生长过程等)和气象因素(如太阳辐射、温度、湿度、风速等)等诸多因素的影响。因此，蒸发蒸腾问题成为水文学、气象学、农学等多个学科领域的关注焦点。 发生在海洋、江河、湖库等水体表面的蒸发，称为水面蒸发，它仅受太阳辐射等气象因素的热能条件制约，故又可称为蒸发能力。发生在土壤表面或岩体表面的蒸发，通常称为土壤蒸发。发生在植物表面的蒸发，称为植物蒸腾或植物蒸散发。发生在一个流域或区域内的水面蒸发、土壤蒸发和植物蒸腾的总和称为流域蒸散发或陆地蒸发。陆地蒸发不仅取决于热能条件，还取决于可以供应蒸发的水分条件，即供水条件。 蒸发蒸腾（Evaportranspiration ，简称ET )包括土壤蒸发和植被蒸腾，在全球水文循环中起着重要的作用。 参考作物蒸发蒸腾量（0ET ）：为一种假想参考作物的蒸发蒸腾速率。假想作物的高度为0.12m ，固定的叶面阻力为70s/m ，反射率为0.23，非常类似于表面开阔、高度一致、生长旺盛、完全覆盖地面且不缺水的绿色草地蒸发蒸腾量。0ET 的计量单位以水深表示，单位为mm ；或用一定时段内的日平均值表示，单位为mm/d 。 2 直接测定法 2.1 蒸发皿测定法 1687年英国天文学家Halley 使用蒸发器测定蒸发量揭开了水面蒸发观测的序幕。蒸发皿测定法主要包括大型蒸发池和小型蒸发器。大型蒸发池(20E 面积20m 2或100E 面积100m 2）的蒸发资料虽然能够代表大水体的实际水面蒸发，但由于造价太高，不可能所
蒸发器工艺尺寸计算
第四章蒸发器工艺尺寸计算 蒸发器的主要结构尺寸（以下均以第一效为计算对象） 我们选取的中央循环管式蒸发器的计算方法如下。 §4·1 加热管的选择和管数的初步估计 §4·1·1加热管的选择和管数的初步估计 蒸发器的加热管通常选用38*2.5mm无缝钢管。 加热管的长度一般为0.6—2m，但也有选用2m以上的管子。管子长度的选择应根据溶液结垢后的难以程度、溶液的起泡性和厂房的高度等因素来考虑，易结垢和易起泡沫溶液的蒸发易选用短管。根据我们的设计任务和溶液性质，我们选用以下的管子。 可根据经验我们选取：L=2M，38*2.5mm 可以根据加热管的规格与长度初步估计所需的管子数n’， =124（根） 式中S=----蒸发器的传热面积，m2，由前面的工艺计算决定（优化后的面积）； d0----加热管外径，m；L---加热管长度，m；因加热管固定在管板上，考虑管板厚度所占据的传热面积，则计算n’时的管长应用（L—0.1）m. §4·1·2循环管的选择 本文由钢管世界-无缝钢管提供：https://www.360docs.net/doc/7a19185178.html,/转载注明出处!
循环管的截面积是根据使循环阻力尽量减小的原则考虑的。我们选用的中央循环管式蒸发器的循环管截面积可取加热管总截面积的40%--100%。加热管的总截面积可按n’计算。循环管内径以D1表示，则 所以mm 对于加热面积较小的蒸发器，应去较大的百分数。选取管子的直径为：循环管管长与加热管管长相同为2m。 按上式计算出的D1后应从管规格表中选取的管径相近的标准管，只要n和n’相差不大。循环管的规格一次确定。循环管的管长与加热管相等，循环管的表面积不计入传热面积中。 §4·1·3加热室直径及加热管数目的确定 加热室的内径取决于加热管和循环管的规格、数目及在管板撒谎能够的排列方式。 加热管在管板上的排列方式有三角形排列、正方形排列、同心圆排列。根据我们的数据表加以比较我们选用三角形排列式。 管心距t为相邻两管中心线之间的距离，t一般为加热管外径的1.25—1.5倍，目前在换热器设计中，管心距的数据已经标准化，只要确定管子规格，相应的管心距则是定值。我们选用的设计管心距是： 本文由钢管世界-无缝钢管提供：https://www.360docs.net/doc/7a19185178.html,/转载注明出处!
蒸 发 技 术 要 求
蒸发技术要求 1.0本技术协议适用内蒙古百业成酒精制造有限责任公司所需的余热蒸发器，它提出了蒸 发成套装置的功能、设计、结构、性能、安装、调试、和验收等方面的技术要求。 本技术协议书提出的最低限度的技术要求，并未对一切技术细节做出规定，也未充分引述有关标准和规范的条文。卖方应提供符合本技术的工业标准，证明其产品的可靠性及技术的先进性。 卖方须按照所要求的章节内容及相关提示，编制相应的技术书，如果卖方没有以书面形式为本技术书的条文提出异议，则意味着卖方提供的设备完全符合本技术书的要求。如有异议，不管多么微小，应在技术书中以“对技术的意见和同技术的差异” 为标题的相应专门章节加以详细描述。 2.0本技术协议书所使用的标准，如果遇与卖方所执行的标准不一致时，按较高标准执行。 但是，政府强制执行的标准除外。 本技术协议书作为技术依据，卖方按买方的要求，提出技术及设备设计、制造、检验、安装、调试、验收等标准清单给买方确认，并提供三份文件作为技术标准。 合同规定的文件，包括图纸，计算及说明，使用手册等均应使用国际单位制（SI）3.0卖方提供的设备必须是同类设备中技术先进，可靠性高的全新产品。 本技术协议书未尽事宜，有买卖双方协商确定。 本技术协议书与合同文件具有同等的法律效力，但形成合同文件的过程及以后，有必要对相应条款或数据做出修改的情况下，将以双方确认后的条款或数据为准。 4.0 工艺技术描述 卧式螺旋沉降离心机分离出的湿糟经螺旋输送机送至混料螺旋输送机，在此与浓缩
液和返回的干料预混合后送入干燥机进料螺旋输送机，送入干燥机干燥，干燥后的DDGS 蛋白饲料由干燥机出料螺旋输送机送出，一部分干料经返料给料器被送至混料螺旋输送机,另一部分干料被送至出料螺旋输送机，二次蒸汽供蒸发工段作为蒸发系统的加热热源,干燥机冷凝水也作为蒸发的热源，出料螺旋输送机送出的物料,被送至气流输送至包装系统。 5.0技术标准 产品的设计,原辅材料的采购,产品的制造及验收均应严格执行相应的国家(行业或企业)现行有效版本标准(该标准作为买卖双方执行的主要依据)，投标时一并提供。 6.0工艺设计基础条件 （1）以玉米为原料，通过粉碎蒸煮糖化发酵工艺，经蒸馏工序提酒离心机分离后，产生的离心清液进入蒸发系统进行浓缩。 （2）进料温度70-80℃ （3）蒸发水量50t/h 进料量55t/h-60t/h （4）进料浓度＞4%—＜8%，含有最高不超过1.8%的悬浮物，出料浓度≥30% 温度＜85℃ （5）热源：以四台1200M2 管束式干燥机产生的蒸汽冷凝水闪蒸汽和干燥机干燥过程产生的二次蒸汽为主，生蒸汽为饱和水蒸汽压力2。5kg/cm2(表压) 每 小时生蒸汽用量≤7t/h 。 （6）供电电压380V/220V 50Hz （7）循环水：上水水温28-30℃、压力0.3Mpa（G）。 （8）新鲜水压力0.3Mpa（G）。 （9）压缩空气：压力0.6Mpa（G），常温、无油、无尘，压缩空气露点-40℃
套管式蒸发器的设计
1. 套管式蒸发器的设计 1.1. 设计参数 根据上面确定的设计条件，以及热泵热水机的试验工况[17]，可知，套管式蒸发器设计的相关参数，如表4.1所示。 1.2. 设计热力计算 1.2.1. 热源水流量的计算 采用名义制热量及进出口５℃温差确定的水流量，由文献[17]可知，热泵热水机的试验工况。根据水的定性温度C t t o 21m 5.172 15 202t =+=+= ，由文献[16]查得，水的密度为ρ=998.583/kg m ，水的比热容为cp=4.185kJ/(kg ·K)。于是，热源水的流量。 体积流量 () 3119.240.00093/998.58 4.1852015o v p Q q m s c t ρ= ==???- （4.1） 质量流量 0.00093999.580.926/m q kg s =?= （4.2） 1.2.2. 传热平均温差的计算 由上面的设计参数，可知，蒸发器中流体的温度变化如图4.1所示。
图4.1 蒸发器中流体的温度变化 由文献[20]可知，对数平均温度计算公式为 max min max min ln lm t t t t t -?= V V V V （4.3） 式中 max t V —进出口温差大者，℃； min t V —进出口温差小者，℃。 于是，蒸发器的对数平均温差为 1'1''1'1''()() 7.21ln o o o m o o t t t t t C t t t t ---?= =-- （4.4） 1.2.3. 选管 根据文献[6]，采用外螺纹管，选用低翅片[7]管序号3规格φ16×1.5，mm t 4.0=δ， mm s f 2.1=，mm d t 1.15=，mm h 35.1=，mm d i 4.10=，mm d b 4.12=，每米管长管 外表面积m m 2 of 139.0a =，螺纹管增强系数384.1=?，铜管导热系数 )·m (3982℃W =λ，因其增强系数相比较大，有利换热使蒸发器结构紧凑[8]。
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
蒸发器冷凝器选型参数.doc
选型参数计算表 蒸发器简易选型 ( 仅供参考) 压缩机输 RT 104kcal/h 输入功率制冷量 KW 蒸发器片数 ( 冷冻水进 12°出 7°) 入功率备注 （kW）(COP3.33) （Hp) EATB25 EATB55 EATB85 小1 0.62 0.124 0.65 2.17 16 2°蒸发 1 0.7 0.2 2 0.75 2.5 18 2°蒸发 1.5 1.05 0.33 1.13 3.76 22 2°蒸发 2 1.4 0.4 3 1.50 5 26 2°蒸发 3 2.1 0.65 2.25 7.5 3 4 18 2°蒸发 4 2.8 0.86 3.00 10 44 22 2°蒸发 5 3.5 1.1 3.75 12.5 54 2 6 2°蒸发 6 4.2 1.29 4.50 15 30 2°蒸发 7 5 1.5 5.25 17.5 32 2°蒸发 8 5.7 1.7 6.00 20 36 2°蒸发 9 6.4 1.9 6.75 22.5 40 2°蒸发 10 7.1 2.1 7.50 25 46 2°蒸发 11 7.9 2.4 8.25 27.5 50 2°蒸发 12 8.5 2.6 9.00 30 56 36 2°蒸发 13 9.4 2.8 9.75 32.5 60 40 2°蒸发 14 10 3 10.50 35 64 42 2°蒸发 15 11 3.26 11.25 37.5 70 46 2°蒸发 16 11.3 3.44 12.00 40 74 48 2°蒸发 17 12.2 3.7 12.75 42.5 78 52 2°蒸发 18 12.7 3.87 13.50 45 84 56 2°蒸发 19 13.6 4.13 14.25 47.5 60 2°蒸发 20 14.2 4.3 15.00 50 64 2°蒸发 21 15 4.5 15.75 52.5 68 2°蒸发 22 15.6 4.7 16.50 55 74 2°蒸发 23 16.5 5 17.25 57.5 80 2°蒸发 24 17 5.16 18.00 60 84 2°蒸发 25 18 5.6 18.25 62.5 90 2°蒸发 26 20 6 19.00 65 98 2°蒸发 选型参数计算表
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） )110x x F W -=（n W W i =i i W W W F Fx x ---=210
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：： （1-5） 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，℃。 （1-8） 式中 — 由于溶液的蒸汽压下降而引起的温度差损失，℃； — 由于蒸发器中溶液的静压强而引起的温度差损失，℃； — 由于管路流体阻力产生压强降而引起的温度差损失，℃。 n p p p k '-=?1p ?1p k p '∑∑?-'-=?)(1k T T t ∑?t 1T k T '∑?∑∑∑∑?'''+?''+?'=??'?''?'''
蒸发器尺寸设计
蒸发器工艺尺寸计算 加热管的选择和管数的初步估计 1加热管的选择和管数的初步估计 蒸发器的加热管通常选用38*2.5mm无缝钢管。 加热管的长度一般为0.6—2m，但也有选用2m以上的管子。管子长度的选择应根据溶液结垢后的难以程度、溶液的起泡性和厂房的高度等因素来考虑，易结垢和易起泡沫溶液的蒸发易选用短管。根据我们的设计任务和溶液性质，我们选用以下的管子。 可根据经验我们选取：L=2M，38*2.5mm 可以根据加热管的规格与长度初步估计所需的管子数n’， =124（根） 式中S=----蒸发器的传热面积，m2，由前面的工艺计算决定（优化后的面积）； d0----加热管外径，m；L---加热管长度，m；因加热管固定在管板上，考虑管板厚度所占据的传热面积，则计算n’时的管长应用（L—0.1）m. 2循环管的选择 循环管的截面积是根据使循环阻力尽量减小的原则考虑的。我们选用的中央循环管式蒸发器的循环管截面积可取加热管总截面积的40%--100%。加热管的总截面积可按n’计算。循环管内径以D1表示，则 所以mm 对于加热面积较小的蒸发器，应去较大的百分数。选取管子的直径为：循环管管长与加热管管长相同为2m。 按上式计算出的D1后应从管规格表中选取的管径相近的标准管，只要n和n’相差不大。循环管的规格一次确定。循环管的管长与加热管相等，循环管的表面积不计入传热面积中。 3加热室直径及加热管数目的确定 加热室的内径取决于加热管和循环管的规格、数目及在管板撒谎能够的排列方式。 加热管在管板上的排列方式有三角形排列、正方形排列、同心圆排列。根据我们的数据表加以比较我们选用三角形排列式。