单效降膜式蒸发器的设计概要.docx
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1、食品工程原理课程设计说明书单效降膜式蒸发器的设计姓名: 学号: 班级: 指导老师:年月日名目1. 前言1.1概述1.2 蒸发器选型2. 单效蒸发工艺计算2.1 物料衡算2.22.3热量衡算传热面积计算2.4 计算结果列表3. 蒸发器主体工艺设计加热管的选择和管数的初步估量3.13.1.1 加热管的选择和管数的初步估量3.1.2 循环管的选择3.1.3 加热室直径确实定3.1.4 分别室直径与高度确实定3.2 接收尺寸确实定3.3 进料方式及加热管排布方式确实定3.3.1 进料方式确实定3.3.2 加热管排布方式确实定3.4 仪表、视镜与人孔确实定3.5 蒸发器主要部件规格列表4. 蒸发装置的关
2、心设备4.1 气液分别器4.25. 结语致谢蒸汽冷凝器附表 参考文献、设计意义、蒸发工艺设计计算 1蒸浓液浓度计算 多效蒸发的工艺计算的主要依据是物料衡算和、热量衡算及传热速率方程。计算的主要工程 有:加热蒸气生蒸气的消耗量、各效溶剂蒸发量以及各效的传热面积。计算的参数有: 料液的流量、温度和浓度,最终完成液的浓度,加热蒸气的压强和冷凝器中的压强等。蒸发器的设计计算步骤多效蒸发的计算一般承受试算法。依据工艺要求及溶液的性质,确定蒸发的操作条件如加热蒸气压强及冷凝器的压强 蒸发器的形式、流程和效数。依据生产阅历数据, 初步估量各效蒸发量和各效完成液的浓度。依据阅历假设蒸气通过各效的压强降相等,
3、估算个效溶液沸点和有效总温差。依据蒸发器的焓衡算,求各效的蒸发量和传热量。依据传热速率方程计算各效的传热面积。 假设求得的各效传热面积不相等, 则应按下面介绍的方法重安排有效温度差,重复步骤至,直到所求得各效传热面积相等或满足预先给出的精度要求为止。F8*104 *10 3 *0.5300*24*0.1342735kg / hX 13%X21 3 %蒸发水量: W F*10 42735*1 31624kg/ hX5 0 %2溶液沸点和有效温度差确实定由二次蒸汽压强从手册中查得相应的二次蒸汽温度和汽化潜热列与下表中:蒸汽压力 KPa温度汽化热 kJ/kg加热蒸汽500151.72113.2二次蒸
4、汽206023551单效蒸发中的有效传热总温度差可用下式计算: 有效总温度差 t (T T K )式中 t有效总温度差,为各效有效温度差之和,。T1第一效加热蒸气的温度,。T K冷凝器操作压强下二次蒸气的饱和温度,。- 总的温度差损失,为各效温度差损失之和,=/+/+ /式中/- 由于溶液的蒸汽压下降而引起的温度差损失,/-由于蒸发器溶液的静压强而引起的温度差损失,/ - 由于管道流体阻力产生压强降而引起的温度差损失, 由于溶液的蒸汽压下降所引起的温度差损失T 2 (273.2 60)2f 0.0162 0.0162 0.764 r 23551” 0.764*1.82 1.370C 由于溶液静
5、压强所因引起的温度差损失由于本设计承受降膜式蒸发器,无静液压效应,所以 =0 由阅历不计流体阻力产生压降所引起的温度差损失二次蒸汽由分别器到冷凝器的流淌中,在管道内会产生阻力损失,也可能会散失热量了,这些能量消耗造成的温度损失,记作” 。 ”受管道长度、直径和保温状况等影响。计算时,取 =0.51.5K 。本设计取 ” =1.0K依据以估算的二次蒸汽压强 t1 及温度差损失,即可由下式估算溶液各效溶液的沸点以总的温度差损失为t,所= + +/ ”=1.37+1=2.37由手册可查得 500KPa 饱和蒸汽压的温度为 151.7,汽化热为 2113.2KJ/kgtm Ts T1151.7 60
6、2.37 89.33 3加热蒸汽消耗量的计算加热蒸汽量可通过热量衡算求得,对图 1 做热量衡算:DH Fh0 WH F Wh1 Dhc Ql 式中:H 加热蒸汽的焓, kJ/kg; H ”二次蒸汽的焓, kJ/kg;h0 - 原料液的焓, kJ/kg;h1完成液的焓, kJ/kg;热损失,可取 Q 的某一百分数, kJ;hc加热室排解冷凝液的焓, kJ/kg; Q - 蒸发器的热负荷或传热速率, kJ/kg;c ,c1 - 分别为原料、完成液的比热, kJ/kg. .0考虑溶液浓缩不大,将H ” 取t1 下饱和蒸汽的焓,则DFC0(t1 t0 ) Wrv QLrs式中 rs,rv分别为加热蒸汽
7、和二次蒸汽的汽化潜热, kJ/kg.不计热量损失,则FC0 (t1 t0) Wrv 31624*2355 42735*3.75*(60 25) Dr2113.5s4蒸发器的传热面积的计算传热面积方程为SQ37896.8kg / ht式中 Q- 换热热流量,W。K- 传热系数, W/m2.t - 传热温度差,Q Dr2S - 传热面积, m2s37896.8*2113.2*10 3 /3600 2.225*107Wtm 89.33降膜式蒸发器的总传热系数为 12003500 W/ m2,取K=2023 W/ m2为安全计取 s=124*1.18=146m计算结果列表:Q2.225*107mK t
8、2023*89.33124(m2 )加热蒸汽温度 151.7操作压强 Pi/ KPa500溶液沸点 ti60完成液浓度 %50蒸发水量 Wi Kg/h 31624生蒸汽量 D Kg/h 37896.8传热面积 Sim2146三、蒸发器工艺尺寸计算我们选取的单效外热式循环管式蒸发器的计算方法如下。1) 加热管的选择和管数的初步估量 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 0.62m ,但也有选用 2m 以上的管子。 管子长度的选择应依据溶液结垢 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。依据我们的设计任务和溶液性
9、质,我们选用以下的管子。可依据阅历我们选取: L=3m , 57 3.5mm可以依据加热管的规格与长度初步估量所需的管子数n”,S 146281 根3式中:d0 (L 0.1) 3.14 57 10 3(3 0.1)S -蒸发器的传热面积, m2 ,由前面的工艺计算打算优化后的面积 ;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复核总传热系数馆内沸腾传热系数 ai 按进口条件算。 桃汁的粘度取 L =0.7*10 -3PaSL384iLd n3.14*0.05*281*0.7*10 3 *3
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