蒸发器设计资料
蒸发器流路设计
蒸发器流路设计蒸发器是一种常用的传热设备，广泛应用于化工、制药、食品等行业。
蒸发器的流路设计是蒸发器设计过程中的关键环节，合理的流路设计能够提高蒸发器的传热效率，降低能耗。
1. 蒸发器流路设计的基本原理蒸发器的流路设计基于传热原理和流体力学原理。
传热原理是指根据传热方式（对流传热、辐射传热和传导传热）和传热性质（换热系数、壁面温度差等）来确定蒸发器的传热面积和传热介质。
流体力学原理是指根据流体的流动特性（流速、压降、流动路径等）来确定蒸发器的流路结构和尺寸。
2. 蒸发器流路设计的步骤（1）确定传热方式：根据蒸发器的工作条件和要求，确定传热方式为对流传热、辐射传热还是传导传热。
（2）选择传热介质：根据传热介质的性质和可行性，选择合适的传热介质。
（3）确定传热面积：根据传热方程和传热性质，计算出所需的传热面积。
（4）确定流体的流动方式：根据流体的性质和工艺要求，确定流体的流动方式（单相流动、两相流动等）。
（5）确定流路结构：根据流体的流动方式和工艺要求，确定流路的结构形式（单通道、多通道等）。
（6）确定流路尺寸：根据流体的流动特性和传热性能，确定流路的尺寸（通道宽度、长度、高度等）。
（7）考虑流体分布均匀性：根据传热均匀性的要求，考虑流体在流路中的分布情况，避免流体的偏流和死角。
（8）考虑流体的清洁性：根据流体的性质和工艺要求，考虑流体的清洁性，避免流路中的污染和堵塞。
3. 蒸发器流路设计的优化方法蒸发器流路设计的优化方法可以从以下几个方面进行考虑：（1）流路形状的优化：通过改变流路的形状和尺寸，减小流体的压降和阻力，提高流体的流动性能。
（2）传热面积的优化：通过增加传热面积，提高传热效率，降低传热温差。
（3）流体分布的优化：通过优化流体的分布方式，使流体在流路中均匀分布，避免流体的偏流和死角。
（4）流体清洁性的优化：通过增加清洁装置和采取相应的清洁措施，保持流路的清洁和畅通。
4. 蒸发器流路设计的注意事项在进行蒸发器流路设计时，需要注意以下几点：（1）合理选择传热介质：根据工艺要求和经济性考虑，选择合适的传热介质。
蒸发器的设计课程设计
蒸发器的设计课程设计如何设计一个高效的蒸发器？1. 概述蒸发器的重要性及其在各个领域的应用。
蒸发器是一种在化学、物理、环境等领域广泛应用的关键设备。
它通过将液体转化为气体，将热量从液体中传递出来，实现了物质的分离和纯化。
蒸发器在化工工业中被广泛用于制备纯度较高的化合物，水处理领域中用于去除水中的溶解物质，以及食品和制药行业中用于浓缩和干燥。
设计一个高效的蒸发器对于提高生产效率、降低能源消耗和保护环境具有重要意义。
2. 确定设计目标和考虑因素。
在设计一个高效的蒸发器时，我们需要明确设计目标和考虑因素。
我们需要确定所需的蒸发率和分离效果。
我们需要考虑操作条件，如温度、压力和流量，以及物料的性质和流动特性。
还需要考虑设备的结构和材料选择，以及能源消耗和操作成本等因素。
3. 蒸发器的类型及其适用范围。
蒸发器可以根据不同的工作原理和结构特性分为多种类型，如传统的批量蒸发器、循环蒸发器、薄膜蒸发器和闪蒸器等。
每种类型的蒸发器都有其适用的范围和优缺点。
在选择蒸发器类型时，我们需要综合考虑物料的性质、流量和纯度要求等因素。
4. 设计步骤及关键考虑点。
设计一个高效的蒸发器需要经过一系列的步骤和考虑点。
我们需要明确所需的蒸发率和分离效果，以确定蒸发器的尺寸和操作条件。
我们需要选择合适的蒸发器类型，并考虑其结构和材料选择。
我们需要通过流体力学和热力学计算，以确定蒸发器的流动特性和能量传递效率。
我们需要进行实验验证和性能测试，以确保设计的蒸发器能够满足设计要求。
5. 设计案例和优化思路。
在设计一个高效的蒸发器时，我们可以借鉴已有的设计案例和优化思路。
通过优化蒸发器的结构和加强传热表面积，可以提高蒸发器的传热效率和蒸发率。
采用先进的控制系统和自动化设备，可以提高蒸发器的运行稳定性和能源利用效率。
6. 结论和个人观点。
设计一个高效的蒸发器是一项复杂而重要的工作。
它需要充分考虑物料的性质、流动特性和纯度要求，同时也要考虑蒸发器的结构和材料选择，以及操作条件和能源消耗等因素。
蒸发器设计手册
蒸发器设计手册1. 引言蒸发器是一种常见的设备，广泛应用于化工、食品加工、制药等行业中。
它通过将液体加热使其蒸发，从而分离出其中的溶质或溶解物质。
本手册旨在提供一些蒸发器设计方面的基本原理和注意事项，帮助读者更好地设计和选择合适的蒸发器。
2. 蒸发器类型蒸发器可以根据其操作方式和实现过程进行分类。
常见的蒸发器类型包括：- 单效蒸发器：通过加热和冷却表面直接蒸发液体。
- 多效蒸发器：通过将蒸气连续传导到下一个效应器中，从而节约能源。
- 薄膜蒸发器：通过在加热表面形成薄膜，使液体以较低温度迅速蒸发。
- 温差蒸发器：通过利用温差来实现蒸发过程。
3. 蒸发器设计考虑因素在进行蒸发器设计时，需要考虑以下因素：- 液体性质：包括物理性质（密度、粘度等）和化学性质（腐蚀性、稳定性等）。
- 蒸发器尺寸：液体流速、蒸发器的体积和表面积等参数需要合理选择。
- 加热介质：根据实际需求选择合适的加热介质，如蒸汽、热水等。
- 热传递效率：通过设计合适的传热面积和热传递方式提高蒸发器的热传递效率。
4. 蒸发器设计步骤蒸发器的设计一般包括以下步骤：- 确定蒸发器类型和所需处理液体的性质。
- 计算蒸发器所需的传热面积和流体流速。
- 设计蒸发器的结构和尺寸。
- 选择合适的材料来满足液体性质和操作条件要求。
- 进行热力学计算和传热计算，并考虑能源消耗和热传递效率。
- 进行安全性和可靠性分析，确保蒸发器操作的安全可靠。
5. 蒸发器维护和操作注意事项蒸发器在使用期间需要进行定期的维护和保养，以确保其正常运行和延长使用寿命。
以下是一些建议：- 定期清洗和检查蒸发器内部和外部的沉积物和堵塞物。
- 检查和更换蒸发器的密封件和管路连接件。
- 保持蒸发器的稳定操作温度和压力范围。
- 注意蒸发器周围环境的温度和湿度变化，避免影响蒸发器的性能。
以上是一份蒸发器设计手册的简要概述，希望能为设计人员提供一些基本的设计原理和操作建议。
详细的蒸发器设计过程和具体参数选择请参考相关的权威文献和设计手册。
蒸发器流路设计
蒸发器流路设计蒸发器是一种用于液体蒸发的设备，广泛应用于化工、制药、食品等行业。
蒸发器的流路设计是保证其正常运行和高效工作的关键因素之一。
本文将从流路设计的角度探讨蒸发器的相关内容。
一、蒸发器的基本原理蒸发器通过加热液体使其蒸发，从而分离出液体中的溶质。
在蒸发过程中，液体被加热并蒸发，而溶质则在液体中逐渐浓缩。
蒸发器的流路设计对于提高蒸发效率、降低能耗具有重要作用。
二、蒸发器的流路设计要点1. 流体进出口位置的选择：蒸发器的进出口位置应合理选择，以保证流体在蒸发器内的流动均匀，并能够充分利用热量。
通常情况下，进口位置应位于蒸发器的下部，出口位置应位于上部。
2. 流路的长度和宽度：蒸发器的流路长度和宽度直接影响蒸发器的蒸发效率。
流路长度越长，蒸发效率越高，但也会增加设备的体积和成本。
流路宽度应根据流体的性质和蒸发需求来确定，过宽或过窄都会影响蒸发效果。
3. 流路的形状：蒸发器的流路形状应选择合适的形式，常见的有直管式、螺旋式、板式等。
不同形状的流路对流体的流动和蒸发效果有不同影响，需根据实际情况选择。
4. 流路的材质选择：蒸发器的流路材质要求耐腐蚀、导热性好、耐高温等特性。
常见的流路材质有不锈钢、铜等。
根据流体的性质和工艺要求选择合适的材质。
5. 流路的阻力：流路的阻力对蒸发器的蒸发效率和能耗有一定影响。
过大的阻力会导致流体流速减小，蒸发效果下降，过小的阻力则会浪费能量。
因此，在设计流路时需要合理控制阻力。
6. 流路的清洁性：蒸发器的流路设计应考虑清洁性，以方便设备的清洗和维护。
流路中的死角和积垢易导致设备故障和能效下降，应避免或减少这些问题。
7. 流路的传热性能：蒸发器的传热性能对于蒸发效率和能耗有着重要影响。
流路设计应合理安排传热面积和传热介质的流动速度，以提高传热效果。
8. 流路的流动方式：蒸发器的流路设计可选择单相流动或两相流动。
单相流动适用于液体蒸发，而两相流动适用于液体和气体同时蒸发的情况。
蒸发器课程设计[6页].doc
![蒸发器课程设计[6页].doc](https://img.taocdn.com/s3/m/007d6c9968dc5022aaea998fcc22bcd126ff42e1.png)
蒸发器课程设计[6页].doc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》[1]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：管子规格(mm)管间距离(mm)管长(mm)15CrMoR型管板后度(mm)φ42×354300030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500m2n= = =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=3.1415926×0.042×2.9×3=1.53 m2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)+2eD-----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。
蒸发器设计过程报告
蒸发器设计过程报告一、引言蒸发器作为一种常见的传热设备，在化工、食品、医药等行业中广泛应用。
本报告旨在介绍蒸发器的设计过程。
在设计过程中，我们以追求高效能、节约能源为目标，同时考虑到设备的可靠性和操作的便捷性。
二、设计目标根据项目要求和工艺需求，我们的设计目标如下：1. 实现高效蒸发，提高传热效果；2. 节约能源，降低运行成本；3. 设备结构合理、操作简便；4. 设备可靠、运行稳定。
三、设计方法在设计过程中，我们采用了以下方法：1. 了解工艺要求：通过与用户和工艺工程师的交流，了解蒸发器所需处理物料的性质、流量、温度等工艺要求，为设计提供依据；2. 材料选择：根据物料的腐蚀性、温度和压力等要求，选择适合的材料，以保证设备的使用寿命；3. 型号选定：根据物料的热传导性、气体体积等参数，选择适合的蒸发器型号，以实现高效传热效果；4. 换热面积计算：根据物料的热传导性质和传热系数，计算换热面积，确定蒸发器尺寸；5. 流体力学计算：结合物料的流动性质、压力损失等，计算流体在蒸发器内的流动速度和压力分布，以确保蒸发器的正常运行；6. 结构设计：设计蒸发器的结构和布局，考虑操作的便捷性、设备的清洁维护等因素；7. 强度计算：对蒸发器的结构进行强度计算，确保设备的安全运行；8. 控制系统设计：根据工艺要求，设计合理的温度、压力控制系统，以实现蒸发器的自动化运行。
四、设计过程1. 工艺分析根据工艺要求，我们了解到需要处理的物料为X液体，处理量为Y kg/h，温度要求在Z以上。
2. 材料选择针对物料的腐蚀性质和温度要求，我们选择了耐腐蚀的不锈钢作为蒸发器的材料。
3. 型号选定基于物料的热传导性和气体体积等参数，我们选定了常用的换热器型号，以实现高效传热效果。
4. 换热面积计算根据物料的热传导性质和传热系数，我们计算了所需的换热面积，得出蒸发器的尺寸。
5. 流体力学计算综合考虑物料的流动性质、压力损失等因素，我们进行了流体力学计算，确定了物料在蒸发器内的流动速度和压力分布。
大学毕业设计蒸发器设计(一)2024
大学毕业设计蒸发器设计（一）引言概述：蒸发器是一种关键的热交换设备，广泛应用于各种工业领域。
本文将针对大学毕业设计项目的蒸发器设计展开详细的讨论。
在接下来的正文中，我们将分为五个大点，探讨蒸发器设计的相关内容，包括热传导理论、传热面积计算、流体流动分析、参数优化以及最终设计方案。
通过这些内容的阐述，旨在为读者提供一些有益的指导，以便成功完成大学毕业设计蒸发器的设计。
正文：1. 热传导理论1.1 热量传导基本原理1.2 热传导定律1.3 常见材料的热导率数据1.4 材料选择与蒸发器设计的关系1.5 热传导分析在蒸发器设计中的应用2. 传热面积计算2.1 传热面积的概念及影响因素2.2 简化传热面积计算方法2.3 复杂传热面积计算方法2.4 计算结果的验证与修改2.5 传热面积计算在蒸发器设计中的应用3. 流体流动分析3.1 流体流动基本原理3.2 流动类型与蒸发器设计的关系3.3 流动参数的测定与分析3.4 流体流动模拟方法3.5 流体流动分析在蒸发器设计中的应用4. 参数优化4.1 设计参数的选择与优化4.2 热导率及流体流动参数的优化4.3 整体性能指标的优化4.4 材料成本与性能的综合考虑4.5 多目标优化方法及应用5. 最终设计方案5.1 设计方案的制定与评估5.2 设计方案的绘图与说明5.3 设计方案的成本估计5.4 设计方案的可行性分析5.5 最终设计方案的总结与推广总结：通过对大学毕业设计蒸发器设计的详细讨论，我们从热传导理论、传热面积计算、流体流动分析、参数优化以及最终设计方案等五个大点展开讨论。
我们明确了热传导理论对蒸发器设计的重要性，以及传热面积计算、流体流动分析和参数优化在设计过程中的应用。
最后，我们提出了一个最终设计方案，概述了其制定与评估过程，并对设计方案的可行性与推广进行了总结。
希望本文对读者在进行大学毕业设计蒸发器设计时能够提供有益的指导与参考。
蒸发器的设计
三、设计实例
参见课本P250 例9-3 参见课本
冷却液体型干式蒸发器
冷却空气型干式蒸发器
2、再循环式蒸发器 、 液体所占体积约为管内总容积的50% 液体所占体积约为管内总容积的
3、满液式蒸发器 、
特点:制冷剂在管外流动 载冷 特点 制冷剂在管外流动,载冷 制冷剂在管外流动 剂在管内. 剂在管内
二、蒸发器的设计方法 以干式管壳式蒸发器的设计方法为例， 以干式管壳式蒸发器的设计方法为例， 掌握蒸发器的主要设计思想； 掌握蒸发器的主要设计思想；
蒸发器的设计
盛伟
主要内容： 主要内容： 一、常见蒸发器的结构形式； 常见蒸发器的结构形式； 二、蒸发器的设计方法； 蒸发器的设计方法； 三、设计实例； 设计实例；
一、常见蒸发器的结构形式
1、干式蒸发器； 、干式蒸发器； 2、再循环式蒸发器； 、再循环式蒸发器； 3、满液式蒸发器； 、满液式蒸发器；
1、干式蒸发器 、
制冷剂在管内一次完全气化 的蒸发器,称为干式蒸发器 称为干式蒸发器; 的蒸发器 称为干式蒸发器
在正常运转情况下,干式蒸发 在正常运转情况下 干式蒸发 器中的液体容积约为管内容积的 15%~20%, 一般制冷剂在管内,载冷剂在 一般制冷剂在管内 载冷剂在 管外. 管外 包括冷却液体型和冷却空气 型干式蒸发器. 型干式蒸发器
干式蒸发器的设计方法： 干பைடு நூலகம்蒸发器的设计方法：
干式蒸发器的设计主要考虑以下几个问题： 干式蒸发器的设计主要考虑以下几个问题： （1）给定条件： ）给定条件： （2）设计时主要参数的选择： ）设计时主要参数的选择： （3）制冷剂的流动阻力计算： ）制冷剂的流动阻力计算： （4）热流密度的计算： ）热流密度的计算：
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psat
exp a1
a2 Tsat
a3
a2
Tsat
ln
p sat
a3 a1
名称 R12 R22 R114 R502 R717
参数值
a1
a2
a3
e%
20.82963 -2033.5646 247.30
21.25384 -2025.4518 247.94
20.76379 -2235.3078 237.18
压力降
p1 p2 L
4 f Gr 2
1di
Gr 2 L
1
2
1
1
f为磨擦因子
空气侧换热方程
Qa ma (ha1 ha2 ) a0 A0 (Tam Tw )
Tam
Ta1
Ta2 2
空气侧换热量与制冷剂侧换热量的关系
Qa Qr
γ一般为0.9左右
微元长度方程
管内面积
Ai di L
管外表面积
N ui 0.023 Re 0.8 Pr 0.4
N ui
ai,SH d i
, Re
Gr di
Gr为制冷剂质流密度，di为管径
两相区制冷剂换热系数
a
w
xw xw
x
2 aw
a1
ai,TP
3.5
1 xtt
0.5 a
ad
xd xd
x 2
ad
ag
x xw xw x xd xd x
21.00668 -1924.9516 247.46
22.11874 -2233.8226 244.20
液体焓
hl a4 a5T1 a6T12 a7T13
饱和气体焓
hil a8 a9Tsat a10Tsat 2 a11Tsat 3 hv hi1 a12
过热气体焓
hi 2 hi1
v vs
1 a25TSH
a26 TSH 2 a27 TSH Tsat
a28
TSH
T2 sat
a29 TSH Tsat 2
a30
TSH
T2 sat
2
蒸发器设计
作用
作为换热装置的低温换热器， 与低温热源进行热量交换
特点
利用相变换热的特点，发换潜热的优点。应 注意产生湿运行，即没有能产生过热，有两 种情况1.蒸发面积较小；2.制冷剂过多
与冷凝器的不同
1.管内换热的方式不同 2.管外换热方式的不同（同时存在着显热交
换和潜热交换）
动态集中参数模型
A4
A5
B5T
C5
exp
KT Tc
b)4
(v b)5
BWR(Benedict-Webb-Rubin)方程
p
RT v
B0 RT
A0
C0 T2
1 v2
bRT a 1
v3
a
v6
c1
v2
T2
1 v3
e v2
Cleland简化计算模型
蒸汽压和饱和温度
方法分类： 图表法 状态方程法 拟合关联式法
图表法R22
状态方程与热力学计算
理想方程： 范德瓦尔斯方程：
Pv RT
RT a p
v b v2
a反应分子之间的相互吸引，b反应了分子所占的空间
Martin-hou方程
p
RT
A2
B2T
C2
exp
KT Tc
A3
B3T
C3
exp
KT Tc
制冷剂
两相区
蒸发器管壁 蒸发器模型示意图
过热区 空气
Ta2,ha2,d2
Tw
Ta1,ha1,d1
Tr1,hr1,x1
L
Tr2,hr2,x2
蒸发器微元示意图
制冷剂侧换热方程
Qr mr (hr1 hr2 ) ai Ai (Tw Trm )
Trm为制冷剂的平均温度
Trm
Tr1
Tr2 2
过热区的制冷剂换热系数
A0 di L
ε为管外翅片面积与管外表面积的比值
管长的计算
L
Qr
Qr
di ai (Tw Tr ) di a0 (Ta Tw )
调整压降
流程图
开始 输入已知条件 假设制冷剂出口焓 假设两相区压降
出口过热 过热区长度 两相区长度、压降 压降与假设相等
总长与实际长相等 输出结果 结束
调整出口焓
制冷剂热力参数计算
1 a13TSH
a14 TSH 2
a15TSH Tsat
a16
TSH
T2 sat
a17 TSH Tsat 2
a18
TSH
T2 sat
2
饱和气体比容
vs
(a21
a22Tsat
a T 23 sat 2
a T 24 sat 3 ) exp( a19
Tsat
a20
)
273 .15
过热气体的比容
动态特性主要反应在开停机时的特性
开机模型
开机后蒸发器内制冷剂侧状态演变过程
池状沸腾
共存沸腾
正常沸腾
判断依据：由刚开始时的节流元件流入蒸发器的制冷剂的干度决定。
停机模型
压缩机停机时，蒸发器作及吸气管作为一 个控制容积，只存在总能模型
稳态分布模型
假设： 1)制冷剂与空气处于逆流状态 2)管壁径向温度一致。对于沿管长的每个微 元，制冷剂侧、空气侧、管壁的物性视为一 致，不考虑管壁的热阻 3)忽略过热区的压力降