升膜蒸发器设计计算说明书
蒸发器计算说明（1）
蒸发器计算说明（1）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气体粘度 s Pa g ??=-610815.11μ汽化热kg kJ 56.1990=γ液体热导率 K m W l ??=-/102.133λ蒸气热导率 K m W g ??=-/1093.93λ液体普朗特数 62.2=rl P蒸气普朗特数 92.0=rg PR22在管内蒸发的表面传热系数由小型制冷装置设计与指导式（4-5）计算。
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，制冷量为3kW，蒸发温度为7℃。
进口空气的干球温度为21℃，湿球温度为15.5℃，相对湿度为56.34%；出口空气的干球温度为13℃，湿球温度为11.1℃，相对湿度为80%。
当地大气压力为Pa。
1.蒸发器结构参数选择选择φ10mm×0.7mm紫铜管，厚度为0.2mm的铝套片作为翅片，肋片间距为2.5mm，管排方式采用正三角排列，垂直于气流方向的管间距为25mm，沿气流方向的管排数为4，迎面风速为3m/s。
2.计算几何参数翅片为平直套片，考虑套片后的管外径为10.4mm，沿气流方向的管间距为21.65mm，沿气流方向套片的长度为86.6mm。
设计结果为每米管长翅片表面积为0.3651m²/m。
每米管长翅片间管子表面积为0.03m²/m。
每米管长总外表面积为0.3951m²/m。
每米管长管内面积为0.027m²/m。
每米管长的外表面积为0.m²/m。
肋化系数为14.63.3.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17℃。
空气在下17℃时的物性参数为：密度为1.215kg/m³，比热容为1005kJ/(kg·K)。
2）空气侧传热系数根据空气侧传热系数的计算公式，计算得到空气侧的干表面传热系数为12.5W/(m²·K)。
根据给定的数据，蒸发器的尺寸为252.5mm×1mm×10.4mm。
空气在最窄截面处的流速为5.58m/s，干表面传热系数可以用小型制冷装置设计指导式(4-8)计算得到，计算结果为68.2W/m2·K。
在确定空气在蒸发器内的变化过程时，根据进出口温度和焓湿图，可以得到空气的进出口状态点1和点2的参数，连接这两个点并延长与饱和气线相交的点w的参数为hw25kJ/kg。
dw6.6g/kg。
tw8℃。
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 .............................................. 错误!未定义书签。
(1)．设计课题 ....................................................................................................................... 2 (2)．设计条件 ....................................................................................................................... 2 (3).设计要求.......................................................................................................................... 2 (4).设计意义........................................................................................... 错误!未定义书签。
(5).主要参考资料 ................................................................................... 错误!未定义书签。
二 设计方案的确定 ............................................................................................................. 3 三 设计计算 ......................................................................................................................... 4 .总蒸发水量 ........................................................................................... 错误!未定义书签。
升膜罗茨(MVR)蒸发器培训教材
蒸汽机械再压缩（MVR）节能蒸发器培训教程深圳市瑞升华科技有限公司LOGO 升膜MVR蒸发器培训教材MVR蒸发器优特点MVR蒸发器原理MVR主要设备介绍MVR蒸发器的开机流程MVR蒸发器停机流程自控程序LOGOMVR 蒸发器特点体积小、维护方便MVR 蒸发器低温蒸发（蒸发温度可控），提高产品质量环保减排自动化程度高能耗低，运行成本低不属于压力容器， 安全防护要求低LOGO MVR蒸发器原理图LOGO 蒸发器主要设备简介本装置使用的是列管式换热器，工作原理如下：冷流体走管内，热流体经折流板走管外，冷热流体通过间壁换热在本装置中采用了升膜式换热器和强制循环换热器两种1、升膜换热器结构:加热室由许多垂直长管组成,管长和管径之比约为100-150, 上部有汽液分离室特点:形成的液膜与蒸发的气流的方向相同，由下而上的并流上升升膜式蒸发时膜的形成A、溶液沸腾自然对流运动加热阶段:温度升得越高对流越激烈，溶液便开始沸腾时，产生蒸汽气泡分散于连续的液相中。
由于蒸汽气泡的密度小，故气泡通过液体而上升。
B、液相因混有蒸汽气泡，使液体静压头下降，液体继续受热，温度不断升。
气泡增大，气体上升的速度则加快。
C、当气泡继续增大形成柱状，占据管子中部的大部分空间时，气体以很大的速度上升，而液体受重力作用沿气泡边缘下滑。
D、液体下降较多时，大个柱状汽泡则被液层截断。
E、变成带有液体雾沫的喷雾环形流液体的上升是靠高速蒸汽气流对液层的拖带而形成，称之为“爬膜”现象。
这时液膜沿管壁上升不断受热蒸发，浓度不断增大，最后与蒸汽一齐离开，管子越高则上升蒸发时间越长，溶液浓缩越大。
注意：如果汽速进一步增加，雾沫夹带进一步严重，使液膜上升的速度赶不上溶液蒸发速度，则加热管上的液膜将会出现局部被干燥、结疤、结垢、结焦等现象。
可见管膜式蒸发的操作状况最好是形成爬膜到出现喷雾流之间。
升膜式蒸发器的结构:这种蒸发器浓缩物料的时间很短，对热敏性物料质量很少影响但不适用于粘度较大的和受热后易产生积垢的，或浓缩后有结晶析出的物料。
四、蒸发器计算说明书-xs
蒸发器进口空气湿球温度
t1s
℃
查湿空气的焓湿图
15.
蒸发器进口空气含湿量
g/kg
根据蒸发器进口干、湿球温度查焓湿图确定
16.
进口空气密度
kg / m3
按进口空气温度查参数表确定
17.
空气循环量
m3/s
18.
经蒸发器空气焓降
kJ/kg
选定翅片管及管束布置方式
1）等边三角形叉排布置；2）顺排布置
19.
湿空气进、出蒸发器的平均含湿量
g/kg干空气
52.
湿空气的定压比热容
kJ/kg.℃
53.
析湿系数
54.
ρ’
55.
肋片折合高度
m
56.
翅片材料（铝片）导热率
w/m.K
通常取 =237 w/m.K
57.
翅片参数
58.
湿肋片效率
59.
肋片管表面效率
60.
空气侧当量放热系数
m2K/W
计算管内氟里昂蒸发放热系数
44.
出口空气焓值
i2
kJ/kg
45.
肋通系数
a
46.
接触系数
CF
47.
与冷表面相接触的饱和空气的焓值
iw”
48.
蒸发器出口空气干球温度
t2
℃
查湿空气的焓湿图
49.
出口空气状态含湿量
根据蒸发器出口干、湿球温度查焓湿图确定
50.
蒸发器出口空气湿球温度
t2s
℃
查湿空气的焓湿图
计算空气侧当量放热系数
51.
67.
紫铜管导热率
W/m.K
通常取
升膜蒸发器工艺设计
多效蒸发器设计计算
多效蒸发器设计计算Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】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：： （1-5）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 。
升膜蒸发器设计计算说明书
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(1)．设计课题 (2)(2)．设计条件 (2)(3).设计要求 (2)(4).设计意义.................................................................................................................................................................... 错误!不决义书签。
(5).主要参照资料....................................................................................................................................................... 错误!不决义书签。
二设计方案确实定 (3)三设计计算 (4).总蒸发水量 ..................................................................................................................................................................... 错误!不决义书签。
.加热面积初算............................................................................................................................................................... 错误!不决义书签。
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《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)五简图----------------------------------------------------------------------- 13( 1)工艺流程图 ---------------------------------------------------------------- 13( 2)细节图 -------------------------------------------------------------------- 14食品工程原理》课程设计任务书(1) ．设计课题：番茄汁浓缩工艺装置的设计计算(2) ．设计条件：题目1：番茄汁低温浓缩工艺装置的设计设计任务及操作条件：生产能力：1170kg/h原料固形物含量：10%浓缩要求：使固形物质量分数浓缩至36%液加入温度料：25 C原料最咼许可温度：58 C浓缩液经冷凝后出口温度：25 C加热介质：100 C的饱和蒸汽。
物料平均比热为3.50 kJ/(kg K)，忽略浓缩热试设计一套双效升膜蒸发系统，满足上述工艺要求。
(3) . 设计要求：1. 设计一套双效升膜蒸发系统 (满足上述工艺要求并包括料液输送系统，蒸发系统，冷凝水分离排除系统及真空系统) ；2. 提交设计计算说明书一份 (应包括目录、设计计算任务书、设计方案的确定、各系统的设计计算及设备选型、简略的技术经济分析、参考文献资料等) ；3. 工艺布置简图一幅(可附在设计计算书上) ；4. 注意收集、阅读参考资料，形成设计方案；5. 提交日期：2014年12月30日。
(4) . 设计意义：1. 蒸发可以除去番茄汁中的大量水分，减少包装、贮藏和运输费用。
蒸发还能提咼番茄汁的糖分浓度，增加番茄汁的耐贮藏性。
选用升膜蒸发，果汁在蒸发器内经过一次加热、汽化、分离过程，不进行循环，在蒸发器内停留时间短，这对热敏性的番茄汁是有利的。
蒸发操作是一个能耗大的过程。
采用多效蒸发是降低能耗的最有效方法。
随着效数的增加，总蒸发量相同时所需新鲜蒸汽量减少，操作费用降低；但效数越多，设备费用越咼，而且随着效数的增加，所节约的新鲜蒸汽量越来越少。
因此本次设计效数选为U效。
2. 当料液进入后效时会产生自蒸发，且番茄汁浓度依效序增加，高浓度番茄汁处于较低温度时对热敏性的番茄汁是有利的。
3. 通过课程设计，要求学生综合运用本课程和前修课程基本知识，进行融会贯通，独立思考，在规定的时间内完成指定的化工单元操作的设计任务，培养学生运用课本知识解决实际问题的能力，从而得到化工工程设计的初步训练，为以后更为复杂的设计打下良好的基础。
（5）. 主要参考资料：1. 夏清、陈常贵主编，姚玉英主审，化工原理, 天津大学出版社，2005，12. 华南理工大学化工原理教研组，化工过程及设备设计, 华南理工大学出版社.19953. 化工设备的选择与工艺设计，中南工业大学出版社. 19924. 丛德滋等, 化工原理详解与应用, 化学工业出版社. 2002 ，7, 151-1585. 张承翼李春英，化工工程制图，化学工业出版社. 19976. 张桂昭，三效逆流加料蒸发器的设计，化工设计. 1996 （6）：6-107. 蒋迪清等，食品通用机械与设备，华南理工大学出版社，2001，7，111-138. 各类化学工程学报、期刊、化工设备手册及其化工机械设备产品广告二设计方案的确定一．对果汁进行浓缩的好处：1. 减少包装、运输和贮藏的费用；2. 防止腐败；3. 改善口感。
二. 确定设计方案：考虑到高温会破坏果汁的品质，故采用真空低温蒸发来对番茄汁进行浓缩操作；由处理物料（原料）的性质及设计要求知，番茄汁黏度大、不易生泡沫，考虑到经济和效率问题，选用双效升膜蒸发系统，根据设计要求，采用并流双效升膜式蒸发器蒸发。
选用2m长©38X 3mm勺无缝不锈钢管作加热管。
设计计算3.1总蒸发水量V =F （1 —二）=1170 （1 - ；•[ P 0.36 °.10）=845.0kg/h3.2加热面积初算(1)估算各效浓度第一效蒸发后:1170 0.101170 -V 1由经验公式： V ： y =1：1.1 而 V 1 V 2 二 V =845.0 解得：V 1 = 402.4kg / h V 2 二 442.6kg / h -'1=15.24% （暂取 15%）F -V 1 (2)沸点的初算查表：T=100C 时，P=101.33kpa ； T=25°C 时，P 2=3.1684kpa 设两效蒸汽压强相等P 二 P -P 2 =101.33 -3.1684 =98.1616kpa△P98.1616P 1 二 P101.3352.2492kpa2 2 解得 P 1 时，查表沸点 t ! =82.19C ； t 2 =25 • 1 =26C ,第二效加热蒸汽T> =t 1—仁82.19-1=81.19 C(3) 温度差的计算①将该溶液当作蔗糖溶液处理，各效由于溶液的沸点升高引起的温度损失差为:第一效时:= 0.18 C第二效时:= 0.50 C=■: 一 12二 0.18 0.50 = 0.68 C②由液柱静压力引起的温度差损失：(取液层高度为2m第一效： Rgh 1 0611 汉 9 8 汉 2p m1二 p 1152.2492 9.8 二 62.65 KPa此压强下 86.94 C ，冷二 J 一 t . j = 86.94 - 82.19 二 4.75 C第二效：p m = 3.7622 1.1536 9.8 2 / 2 二 15.093 KPa冷=16.2〃 .爲 r16.2 (t.i 273)232301.7 100.20.0162 (82.19273)22301.70.22=16.2 16.2 (t.2273)232432.7 100.840.0162 (26 273)22432.70.84此压强下T m2= 53.66 C, I 二⑴-t.2 = 53.66 一26 = 27.66 C=■ . ■:-.冷.：2二 4.75 27.66 = 32.41 C③取管路引起的损失二丄 2 = 1 C=.■:-冷―= 1 T = 2 C④各效料液的沸点和有效总温差各效温度差损失：1效：亠二爲,1 =4.75+0.18+1=5.93 CII效：：2二 2 2：2=27.66+0.50+1=29.16 C各效溶液的沸点：1效：t“ =t.] •每=82.19+5.93=88.12 CU效：t2二t 2：2=26+29.16=55.16 C各效有效温差为：1效：.4^ 100= 100-88.12=11.88 CU效:辻2二T -t2=81.19-55.16=26.0 3C最大可能温差：.汀二100 - 25二75 C损失温差：—：：• ：=0.18 0.5 32.31 2 =34.99 C有效总温差：t = % ：t2二11.88+26.03=37.91 C(4) 计算两效蒸发水量V , V2及加热蒸汽的消耗量S由题意知料液平均比热为C F= 3.5KJ / Kg K ,查表得水的比热为C w-4.220KJ /Kg K作第一效热量衡算，得r T —11其中1=0.98 V =0 亠+ FCF -——)5「1 「1v所以r sT^ti 2258.4 25 — 88.12V i=(S i 」FC F」)1 =0.98 (S i 1170 3.50 )= 0.962S-110.05r i*2301.72301.7---------- ①同理作第二效热量衡算，得y =V _V1 = S 2 空 +(FC F —駆)^^]一其中 n 2 = 0.98:'2「2一所以、， 一2304.0、， 、， 88.12 - 55.16 1845.0 —V = I ------------ V +(1170 汉 3.50 — 4.220V)汉 -------------- 汇 0.98[2432.7 2432.7 一---------- ②整理得 V^422.34Kg / h 代入①式可得：S =553.42Kg/h由②式可得：V 2 二 V -V i =845.0-422.34 = 422.66Kg/h(5) 总传热系数K 的计算查表得不锈钢管的导热率为■ =17.4W/m K第一效时:F_1170二，20.785 0.032 21061.13600d r 3600 4 1牛二。