中央内强制循环管式蒸发器轴流泵的设计计算_吉仁塔布

中央内强制循环管式蒸发器轴流泵的设计计算_吉仁塔布
中央内强制循环管式蒸发器轴流泵的设计计算_吉仁塔布

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

HTFS冷凝器蒸发器设计

干式蒸发器设计与校核 I.系统参数确定 利用SolKane对系统参数进行设计: 输入蒸发温度、冷凝温度,过热度设定为4℃,过热度太大,会引起蒸发器设计面积过大;蒸发器压降设定为0.5bar,过冷度设定在2.0℃,冷凝器压降为0.3bar。

II.HTFS 设计 1.Problem Definition 项目定义 ⑴Application Options -应用选型 冷侧与热侧的Application 应用会自动根据后面的过程参数中进出口干度调整,在选择时可保持默认状态。。 ⑵Process Data-过程参数 类别 污垢系数/m 2·K·W -1 类别 污垢系数/m 2·K·W -1 远海海水 0.000086 处理过的冷水塔循环用水 0.00017 近海海水 0.00017 经处理的工业循环用水 0.00017 城市生活用水 0.00017 清净河水 0.00034 自来水/井水/湖水 0.00017 未经处理的工业循环用水 0.00043 混浊河水 0.0005 参考换热器设计手册 对于冷凝器和蒸发器来说,因管内外传热系数均很大,所以污垢系数对换热器的面积影响非常大。 估计压降 容许压降

2.Property Data-物性参数 ⑴Hot Stream Compositions 热侧流体组成 ⑵Property Methods 物性方法 第一步:Search Databank 从数据库搜 索组分 删除组分

⑶Search Chemical Components 加入组分 ⑷Hot Stream Properties 生成物性 ⑷冷侧流体物性参数生成操作与热侧流体一样。 第四步:Restore Defaults 重置物性

多效蒸发器设计计算

多效蒸发器设计计算 WTD standardization office【WTD 5AB- WTDK 08- WTD 2C】

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 = W1 + W2 + … + 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:: (1-5) 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,℃; p ?1p k p '∑∑?-'-=?)(1k T T t ∑?t 1T k T '∑?∑∑∑∑?'''+?''+?'=??'

管壳式换热器的设计和选用的计算步骤

管壳式换热器的设计和选用的计算步骤 设有流量为m h的热流体,需从温度T1冷却至T2,可用的冷却介质入口温度t1,出口温度选定为t2。由此已知条件可算出换热器的热流量Q和逆流操作的平均推动力 。根据传热速率基本方程: 当Q和已知时,要求取传热面积A必须知K和则是由传热面积A的大小和换热器 结构决定的。可见,在冷、热流体的流量及进、出口温度皆已知的条件下,选用或设计换热器必须通过试差计算,按以下步骤进行。 初选换热器的规格尺寸 初步选定换热器的流动方式,保证温差修正系数大于0.8,否则应改变流动方式,重 新计算。计算热流量Q及平均传热温差△t m,根据经验估计总传热系数K估,初估传热面积A 选取管程适宜流速,估算管程数,并根据A估的数值,确定换热管直径、长度及排列。 计算管、壳程阻力在选择管程流体与壳程流体以及初步确定了换热器主要尺寸的基础上,就可以计算管、壳程流速和阻力,看是否合理。或者先选定流速以确定管程数N P和折流板间距B再计算压力降是否合理。这时N P与B是可以调整的参数,如仍不能满足要求,可另选壳径再进行计算,直到合理为止。 核算总传热系数 分别计算管、壳程表面传热系数,确定污垢热阻,求出总传系数K计,并与估算时所取用的传热系数K估进行比较。如果相差较多,应重新估算。 计算传热面积并求裕度 根据计算的K计值、热流量Q及平均温度差△t m,由总传热速率方程计算传热面积A0,一般应使所选用或设计的实际传热面积A P大于A020%左右为宜。即裕度为20%左右,裕度的计算式为: 某有机合成厂的乙醇车间在节能改造中,为回收系统内第一萃取塔釜液的热量,用其釜液将原料液从95℃预热至128℃,原料液及釜液均为乙醇,水溶液,其操作条件列表如下: 表4-18设计条件数据

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 沿气流方向的管间距为 沿气流方向套片的长度为 设计结果为 mm s L 95.892565.2132532=+?=+= 每米管长翅片表面积: 每米管长翅片间管子表面积: 每米管长总外表面积: 每米管长管内面积: 每米管长的外表面积: 肋化系数: 每米管长平均直径的表面积: (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 空气在下C ?17的物性参数 ②最窄截面处空气流速

③干表面传热系数 干表面传热系数用小型制冷装置设计指导式(4-8)计算 (4)确定空气在蒸发器内的变化过程 根据给定的进出口温度由湿空气的焓湿图可得kg g d kg g d kg kJ h kg kJ h 443.7,723.8,924.31,364.432121====。在空气的焓湿图上连接空气的进出口状态点1和点2,并延长与饱和气线()0.1=?相交于点w ,该点的参数是C t kg g d kg kJ h w w w ?===8,6.6,25。 在蒸发器中空气的平均比焓值 由焓湿图查得kg g d C t m m 8,2.16=?= 析湿系数 (5)循环空气量的计算 进口状态下干空气的比体积 循环空气的体积流量 (6)空气侧当量表面传热系数的计算 对于正三角形排列的平直套片管束,翅片效率f η小型制冷装置设计指导式(4-13)计算,叉排时翅片可视为六角形,且此时翅片的长对边距离和短对边距离之比4.24 .1025d B ,1b m ===ρ且B A 肋折合高度为 凝露工况下翅片效率为 当量表面传热系数 (7)管内R22蒸发时的表面传热系数 R22在C t ?=70时的物性参数为: 饱和液体密度 33.1257m kg l =ρ 饱和蒸气密度 343.26m kg g =ρ 液体粘度 s Pa l ??=-6102.202μ

蒸发器-冷凝器-设计

Q=KFΔtm式中:Q―热流量;K―总传热系数;F―换热面积;Δtm―冷热流体的平均温差。 设计示例: 设计一个R22,10HP,制冷量为28kW 的系统的蒸发器和冷凝器,设计参数如下: 蒸发温度t0,C 7 管内径di,mm 8.82 冷凝温度tk,C 54 管外径do,mm 9.52 蒸发器回风温度t1,C 27C/19 管间距H1,mm 25.4 蒸发器出风温度t2,C 17/70% 排间距H2,mm 22 冷凝器回风温度t1,C 35 蒸发器翅片间距df,mm 2.1 冷凝器出风温度t2,C 45 蒸发器翅片间距df,,mm 1.9 过冷度tsc,C 5 翅片厚度δ,mm 0.115 过热度tsh,C 5 蒸发器风量,m3/h 5600 蒸发器迎面风速,m/s 冷凝器风量,m3/h 10400 冷凝器迎面风速,m/s 蒸发器的设计: Δtm=(Δtmax—Δtmin)/ln(Δtmax/Δtmin)=((27-7)-(17-7))/ln((27-7)/(17-7))=14.4C 选取K=40 W/(m2.C) Q=KFΔtm (W) F=Q/KΔt=28000/(40*14.4)=48.6m2 计算所选翅片管单位长度的外表面积: 外表面铜管面积: S1=3.14*(do+δ*2)*(df- δ)/df=3.14*(9.52+0.115*2)*(2.1-0.115)/2.1/1000=0.0289m2 外表面翅片面积: S2=(H1*H2-(3.14*(do+δ *2)^2/4))/df/1000=(25.4*22-(3.14*(9.52+0.115*2)^2/4))/10^3/2.1=0.4611m2 St=S1+S2=0.0289+0.4611=0.49m2 所需管路总长度: L=F/St=48.6/0.49=99.18m 方案1: 可以先假设每一回路到12m, N’=L/12=8.26, 取整为8,设为3 排,每排取每4 行一个回路, 那么单排为8*4=32 根,高度为32*25.4=812.8mm。3 排有N=96 根,那单根长度L’=99.18/96=1.03m, L’/H=1.23。 方案2: 可以先假设每一回路到10m, N’=L/10=9.9, 取整为10,设为3 排,每排取每2 行一个回路, 那么单排为10*2=20 根,高度为20*25.4=508mm。3 排有N=60 根,那单根长度L’=99.18/60=1.653m, L’/H=3.24。 冷凝器的设计: Δtm=(Δtmax—Δtmin)/ln(Δtmax/Δtmin)=((54-35)-(54-45))/ln((54-35)/(54-45))=13.38C

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 '∑?

三效强制循环蒸发器

三效强制循环蒸发器 1 蒸发 蒸发是使含有不挥发性溶质的溶液沸腾汽化并移出蒸汽从而使溶液中溶质的浓度提高的单元操作111蒸发的两个基本过程蒸发两个基本过程的两个必要组成部分是加热料液使溶剂水沸腾和不断除去汽化产生的水蒸气一般前一部分在蒸发器中进行后一部分在冷凝器中完成工程上蒸发过程只是从溶液中分离出部分溶剂而溶质仍留在溶液中因此蒸发操作即为一个使溶液中的挥发性溶剂与不挥发性溶质的分离过程由于溶剂的汽化速率取决于传热速率故蒸发操作属传热过程蒸发设备为传热设备但是蒸发操作与一般传热过程比较有以下特点: 1.传热性质属于壁面两侧流体均有相变化的恒温传热过程; 2.溶液性质热敏性腐蚀性结晶性结垢性泡沫粘度等; 3.溶液沸点升高当加热蒸气一定时蒸发溶液的传热温度差要小于蒸发纯水的温度差; 4.泡沫挟带二次蒸气中带有大量泡沫易造成物料损失和冷凝设备污染; 5.能源利用二次蒸气的利用是蒸发操作中要考虑的关键问题之一; 6.能源利用蒸发时产生大量二次蒸汽如何利用它的潜热是蒸发操作中考虑的关键问题之一。 2 影响因素 影响蒸发快慢的因素温度湿度液体的表面积液体表面上的空气流动等水由液态或固态转变成汽态逸入大气中的过程称为蒸发而蒸发量是指在一定时段内水分经蒸发而散布到空中的量通常用蒸发掉的水层厚度的毫米数表示水面或土壤的水分蒸发量分别用不同的蒸发器测定一般温度越高湿度越小风速越大气压越低则蒸发量就越大反之蒸发量就越小12蒸发设备121蒸发器蒸发器实质上是一个换热器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122蒸发器分类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单程

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) )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 '∑?∑∑∑∑?'''+?''+?'=??'?''?'''

标准系列化管壳式换热器的设计计算步骤(精)

标准系列化管壳式换热器的设计计算步骤 (1)了解换热流体的物理化学性质和腐蚀性能 (2)计算传热量,并确定第二种流体的流量 (3)确定流体进入的空间 (4)计算流体的定性温度,确定流体的物性数据 (5)计算有效平均温度差,一般先按逆流计算,然后再校核 (6)选取经验传热系数 (7)计算传热面积 (8)查换热器标准系列,获取其基本参数 (9)校核传热系数,包括管程、壳程对流给热系数的计算。假如核算的K与原选的经验值相差不大,就不再进行校核。若相差较大,则需重复(6)以下步骤 (10)校核有效平均温度差 (11)校核传热面积 (12)计算流体流动阻力。若阻力超过允许值,则需调整设计。 非标准系列化列管式换热器的设计计算步骤 (1)了解换热流体的物理化学性质和腐蚀性能 (2)计算传热量,并确定第二种流体的流量 (3)确定流体进入的空间 (4)计算流体的定性温度,确定流体的物性数据 (5)计算有效平均温度差,一般先按逆流计算,然后再校核 (6)选取管径和管内流速 (7)计算传热系数,包括管程和壳程的对流传热系数,由于壳程对流传热系数与壳径、管束等结构有关,因此,一般先假定一个壳程传热系数,以计算K,然后再校核 (8)初估传热面积,考虑安全因素和初估性质,常采用实际传热面积为计算传热面积值的1.15~1.25倍(9)选取管长 (10)计算管数 (11)校核管内流速,确定管程数 (12)画出排管图,确定壳径和壳程挡板形式及数量等 (13)校核壳程对流传热系数 (14)校核平均温度差 (15)校核传热面积 (16)计算流体流动阻力。若阻力超过允许值,则需调整设计。 甲苯立式管壳式冷凝器的设计(标准系列) 一、设计任务 1.处理能力: 2.376×104t/a正戊烷; 2.设备形式:立式列管式冷凝器。 二、操作条件 1.正戊烷:冷凝温度51.7℃,冷凝液于饱和温度下离开冷凝器; 2.冷却介质:为井水,流量70000kg/h,入口温度32℃; 3.允许压降:不大于105Pa; 4.每天按330天,每天按24小时连续运行。 三、设计要求 选择适宜的列管式换热器并进行核算。 附:正戊烷立式管壳式冷却器的设计——工艺计算书(标准系列)

多效蒸发器设计计算

多效蒸发器设计计算 Prepared on 22 November 2020

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 = W1 + W2 + … + 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:: (1-5) 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,℃; p ?1p k p '∑∑?-'-=?)(1k T T t ∑?t 1T k T '∑?∑∑∑∑?'''+?''+?'=??'

多效蒸发器设计计算

多效蒸发器设计计算 Company Document number:WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT

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 = W1 + W2 + … + 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:: (1-5) 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,℃; p ?1p k p '∑∑?-'-=?)(1k T T t ∑?t 1T k T '∑?∑∑∑∑?'''+?''+?'=??'

管壳式换热器传热计算示例(终)-用于合并

管壳式换热器传热设计说明书 设计一列管试换热器,主要完成冷却水——过冷水的热量交换设计压力为管程(表压),壳程压力为(表压),壳程冷却水进,出口温度分别为20℃和50℃,管程过冷水进,出口温度分别为90℃和65℃管程冷水的流量为80t/h。 2、设计计算过程: (1)热力计算 1)原始数据: 过冷却水进口温度t1′=145℃; 过冷却水出口温度t1〞=45℃; 过冷却水工作压力P1=(表压) 冷水流量G1=80000kg/h; 冷却水进口温度t2′=20℃; 冷却水出口温度t2〞=50℃; 冷却水工作压力P2= Mp a(表压)。改为冷却水工作压力P2= Mp 2)定性温度及物性参数: 冷却水的定性温度t2=( t1′+ t1〞)/2=(20+50)/2=35℃; 冷却水的密度查物性表得ρ2= kg/m3; 冷却水的比热查物性表得C p2= kJ/kg.℃ 冷却水的导热系数查物性表得λ2= W/m.℃ 冷却水的粘度μ2=×10-6 Pa·s; 冷却水的普朗特数查物性表得P r2=; 过冷水的定性温度℃; 过冷水的密度查物性表得ρ1=976 kg/m3; 过冷水的比热查物性表得C p1=kg.℃; 过冷水的导热系数查物性表得λ1=m.℃; 过冷水的普朗特数查物性表得P r2; 过冷水的粘度μ1=×10-6 Pa·s。 过冷水的工作压力P1= Mp a(表压) 3)传热量与水热流量 取定换热器热效率为η=; 设计传热量: 过冷却水流量: ; 4)有效平均温差 逆流平均温差:

根据式(3-20)计算参数p、R: 参数P: 参数R: 换热器按单壳程2管程设计,查图3—8得温差校正系数Ψ=; 有效平均温差: 5)管程换热系数计算: 附录10,初定传热系数K0=400 W/m.℃; 初选传热面积: m2; 选用φ25×无缝钢管作换热管; 管子外径d0=m; 管子内径d i=×=0.02 m; 管子长度取为l=3 m; 管子总数: 取720根管程流通截面积: m2 管程流速: m/s 管程雷诺数: 湍流管程传热系数:(式3-33c) 6)结构初步设计: 布管方式见图所示: 管间距s=0.032m(按GB151,取); 管束中心排管的管数按所给的公式确定: 取20根;

蒸发器的设计计算

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 .210002.05.24.1014.3? -??= 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=+=+= 每米管长管内面积: 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 1321221 空气在下C ?17的物性参数 3215.1m kg f =ρ ()K kg kJ c pf ?=1005 704.0=rf P s m v f 61048.14-?=

管壳式换热器设计说明书

1.设计题目及设计参数 (1) 1.1设计题目:满液式蒸发器 (1) 1.2设计参数: (1) 2设计计算 (1) 2.1热力计算 (1) 2.1.1制冷剂的流量 (1) 2.1.2冷媒水流量 (1) 2.2传热计算 (2) 2.2.1选管 (2) 2.2.2污垢热阻确定 (2) 2.2.3管内换热系数的计算 (2) 2.2.4管外换热系数的计算 (3) 2.2.5传热系数 K计算 (3) 2.2.6传热面积和管长确定 (4) 2.3流动阻力计算 (4) 3.结构计算 (5) 3.1换热管布置设计 (5) 3.2壳体设计计算 (5) 3.3校验换热管管与管板结构合理性 (5) 3.4零部件结构尺寸设计 (6) 3.4.1管板尺寸设计 (6) 3.4.2端盖 (6) 3.4.3分程隔板 (7) 3.4.4支座 (7) 3.4.5支撑板与拉杆 (7) 3.4.6垫片的选取 (7) 3.4.7螺栓 (8) 3.4.8连接管 (9) 4.换热器总体结构讨论分析 (10) 5.设计心得体会 (10) 6.参考文献 (10)

1.设计题目及设计参数 1.1设计题目:105KW 满液式蒸发器 1.2设计参数: 蒸发器的换热量Q 0=105KW ; 给定制冷剂:R22; 蒸发温度:t 0=2℃,t k =40℃, 冷却水的进出口温度: 进口1t '=12℃; 出口1 t " =7℃。 2设计计算 2.1热力计算 2.1.1制冷剂的流量 根据资料【1】,制冷剂的lgp-h 图:P 0=0.4MPa ,h 1=405KJ/Kg ,h 2=433KJ/Kg , P K =1.5MPa ,h 3=h 4=250KJ/Kg ,kg m 04427.0v 3 1=,kg m v 3 400078.0= 图2-1 R22的lgP-h 图 制冷剂流量s kg s kg h h Q q m 667 .0250 4051054 10=-= -= 2.1.2冷媒水流量 水的定性温度t s =(12+7)/2℃=9.5℃,根据资料【2】附录9,ρ=999.71kg/m 3 ,c p =4.192KJ/(Kg ·K)

管壳式换热器设计讲解

目录 任务书 (2) 摘要 (4) 说明书正文 (5) 一、设计题目及原始数据 (5) 1.原始数据 (5) 2.设计题目 (5) 二、结构计算 (5) 三、传热计算 (7) 四、阻力计算 (8) 五、强度计算 (9) 1.冷却水水管 (9) 2.制冷剂进出口管径 (9) 3.管板 (10) 4支座 (10) 5.密封垫片 (10) 6.螺钉 (10) 6.1螺钉载荷 (10) 6.2螺钉面积 (10) 6.3螺钉的设计载荷 (10) 7.端盖 (11) 六、实习心得 (11) 七、参考文献 (12) 八、附图

广东工业大学课程设计任务书 题目名称 35KW 壳管冷凝器 学生学院 材料与能源学院 专业班级 热能与动力工程制冷xx 班 姓 名 xx 学 号 xxxx 一、课程设计的内容 设计一台如题目名称所示的换热器。给定原始参数: 1. 换热器的换热量Q= 35 kw; 2. 给定制冷剂 R22 ; 3. 制冷剂温度 t k =40℃ 4. 冷却水的进出口温度 '0132t C =" 0136t C = 二、课程设计的要求与数据 1)学生独立完成设计。 2)换热器设计要结构合理,设计计算正确。(换热器的传热计算, 换热面积计 算, 换热器的结构布置, 流体流动阻力的计算)。 3)图纸要求:图面整洁、布局合理,线条粗细分明,符号国家标准,尺寸标注规范,使用计算机绘图。 4)说明书要求: 文字要求:文字通顺,语言流畅,书写工整,层次分明,用计算机打印。 格式要求: (1)课程设计封面;(2)任务书;(3)摘要;(4)目录;(5)正文,包括设计的主要参数、热力计算、传热计算、换热器结构尺寸计算布置及阻力计算等设计过程;对所设计的换热器总体结构的讨论分析;正文数据和公式要有文献来源编号、心得体会等;(6)参考文献。 三、课程设计应完成的工作 1)按照设计计算结果,编写详细设计说明书1份; 2)绘制换热器的装配图1张,拆画关键部件零件图1~2张。

多效蒸发器经典问答

多效蒸发器经典问答 2010-03-20 21:24 问: 1、多效蒸发器用来处理含氯化钠12%的废水,pH为1左右,请问采用何种材质的比较好,如果调pH的话,调到多少比较合适,需要采用的材质有哪些?欢迎各位还有发表高论。 2、再问下,如果采用多效蒸发的话,一般进蒸发器的料液温度控制在多少比较经济?不知道有对此做过分析的吗? 答: 1、氯化钠在浓缩过程中容易结晶,因此在选用带强制循环方式外循环蒸发器。由于蒸发浓缩处理的溶液中氯离子含量较高,且为酸性,因此加热器选用双相不锈钢材料才能满足生产要求。但为了降低成套设备的造价,可选用部份石墨材料和316L材料的设备。 2、在多效蒸发器系统,设置有预热器,利用一效或三效蒸发的热对进料进行预热,可以不限进行预热。 3、具体设备选型及材质如下 (1)一效加热器由于蒸发温度最高,选用石墨加热器。二效和三效加热器采用列管式加热器,二、三效加热器管程及管板材质采用选用双相不锈钢,壳程材质304/8mm的不锈钢材料。 (2)蒸发器:蒸发器采用316L不锈钢材料。设有人孔、视孔、温度计、真空表等装置。 (3)预热器:预热器为列管式加热,管程及管板材质为双相不锈钢材料,壳程材质:304/6mm的不锈钢材料。 (4)进料泵:采用材质为氟塑料的泵为进料泵。 (5)循环泵、循环出料泵: 循环泵、循环出料泵,要求密封良好,耐温,保证在负压状态下,能使高浓度物料或结晶物料连续出料工作,材质为氟塑料。 (6)冷凝器:采用321不锈钢材料。 (7)液封槽:采用碳钢材料。 (8)真空机组:采用的水喷射真空机组,加变频控制。 (9)冷却结晶器:把出料温度降低,同时更多地结晶,材料选用氟塑料。(10)工艺配件:工艺管道采用316L/氟塑料不锈材质。 问:在使用多效并流蒸发器浓缩物料时,应如何控制进料?一效物料进入二效蒸发器时,应如何调节流量?在设计多效蒸发器浓缩物料时,应注意哪些问题?

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