江南大学过程装备课程设计指导书

1、过程装备课程设计指导书一、 设计任务升膜式浓缩器零号总装图1张， 设计说明书1份（20页以上）二、 参考书：1化工原理2化学工程设计手册换热浓缩3化工制图4化工设备机械基础课程设计指导书5食品工厂机械与设备6材料与零部件设计手册上册三、升膜式浓缩器的设计与计算1. 结构和原理由多根垂直管束加热器和一个蒸发分离室等组成，被浓缩液体从加热管底部进入管内，加热蒸汽在管间传热及冷凝，将热量传给管内料液。料液被加热沸腾，便迅速汽化，所产生的二次蒸汽及料液在管内高速上升，浓缩液被高速上升的二次蒸汽所带动，沿管内壁成薄膜上升，在此过程中继续蒸发。这样料液从加热器底部至管子顶部出口处，逐渐被浓缩，浓缩液并以较

2、高的速度进入蒸发分离室，在离心力作用下与二次蒸汽分离，二次蒸汽从分离室的顶部经水力喷射泵排出。为了保证物料有效地成膜状上升，蒸汽的速度应维持在一定的数值，如常压下一般2030m/s，减压下速度更高。因此，如果料液中蒸发的水量不够，就难以达到所要求的汽速，即升膜式蒸发器不适用于较浓溶液的蒸发，它对粘度很大，易结晶，结垢的物料也不适用。物料在管束中分为预热区，沸腾区和饱和区。沸腾区中成膜状流动，其传热膜系数最大，而预热区和饱和蒸汽区的传热膜系数则很小，因此希望膜状流动段尽可能扩大，而预热区和饱和蒸汽区则希望相对地缩短。接管：a. DN40PN6 进料口b. DN40PN6循环料口c. DN100P

3、N6蒸汽出口d. DN40PN6 蒸汽进口e. DN32PN6冷凝水出口f. DN150PN6二次蒸汽出口g. DN32PN6出料口h. DN80PN6视镜i. DN32PN6破真空口j. DN80PN6灯光口k. DN150PN6手孔l. DN32PN6真空表接口2.设计计算方法（1） 传热膜系数设计计算的关键是确定传热系数，目前确定传热膜系数的主要方法是依靠实验测得，第二种方法是利用有关准数方程计算传热膜系数。本次设计，根据参考书上推荐的值。（前人积累的经验或数据）（2） 二次蒸汽的汽速二次蒸汽的汽速必须足够大才能使料液在管子内壁拉成膜状，并沿管壁上升。常压下，水的最小成膜汽速约为10m/

4、s，在一定的范围内传热膜系数随蒸汽速度的增加而增加，但汽速不能太高，汽速过高会使料液成雾状喷出，破坏了膜状上升，传热系数会明显下降。对水溶液适宜的操作汽速常压下 2030m/s在绝对压力 50mmHg 为100160 m/s( 在不同的真空度下汽速不同，换算成常压下2030m/s的范围内即可)（3） 换热管（管束）管径：1950，常用是19和25长径比： 常压 真空 料液不经预热而进入蒸发室和粘度大的料液，长径比应取大些。（4） 换热面积和加热蒸汽的消耗量水的蒸发量 kg/h 总传热 预热：汽化：汽化潜热热损失：热平衡：料液处理量 kg/h：进料温度：某真空度下的汽化温度。：加热蒸汽的温度：溶

5、质的比热：溶济的比热：溶液的质量分率水溶液，为一定值，很小，可不计：冷凝潜热(4) 设备尺寸计算取定管径和管长管数二次蒸汽的体积 压力不同，不同，如在常压下，=0.5977 kg/m3在650mmHg的真空度下，=0.0997 kg/m3验算二次蒸汽的汽速 分离室体积的计算在常压下体积蒸发强度 换成该真空度下的体积蒸发强度，当二次蒸汽压力 , , , 蒸发室的体积 修正系数轻化工与食品设备P124四、 化工设备结构特点和图示表达特点（一）化工设备的结构特点化工设备的种类繁多，按使用场合及其功能可分为：容器、换热器、塔器核反应器四种典型的设备。而同一类型的设备中，视其结构、形状又各不相同。但认真

6、分析，可从结构上找到一些共同的特点。（1） 从形体上分析，设备的壳体由回转体组成。筒身为圆筒。（2） 尺寸相差悬殊：设备的总体尺寸和局部尺寸相比，往往相差悬殊，特别是塔器，有的塔高几十米，而塔径仅有1-2米，壁厚还不足1/50米。（3） 设备的开孔和接管口较多：为满足化工工艺要求，有进出物料口，仪表接口），在设备壳体和封头上，往往有较多的开孔和管口，以备安装各种零部件和连接接管。（4） 大量采用焊接结构：绝大多数化工设备都是承压设备，除强度和稳定性要求外，还要有严格的气密性，焊接结构是满足两者的最理想的结构。筒体本身、筒体与封头、管口、支座、人孔和手孔的连接都采用焊接。（5） 广泛采用标准化、

7、通用化、系列化的零部件。（二）化工设备图的内容和要求(1) 一组视图 表达设备的主要结构形状和零部件之间的装配关系。而且这组视图符合“机械制图国标的规定”。(2) 四类尺寸 为设备制造、装配、安装检验提供的尺寸数据有：表示设备总体大小的总体尺寸；表示规格大小的特型尺寸；表示零部件之间装配关系的装配尺寸；表示设备与外界安装关系的安装尺寸。(3) 管口符号和管口表 设备上的管口都有专门的用途，都应注明，常用英文字母顺序编号，并把管口的有关数据和用途等内容标注在专门列出的管口表中。管口表符号公称尺寸连接尺寸、标准连接面形式用途或名称 a25pN6DN25,HG5012-58凹凸面进气口b400

8、15;300人孔c 40pN6DN40,HG5012-58平面d20G3/4”1020宽度402525第一行高度12其余高度8(4) 零部件编号及明细表 把组成设备的所有零部件依次编号，并把零部件的名称、规格、材料、数量、弹重以及有关图好或标准号填入明细表内。(5) 技术特性表 用表格的形式列出设备的主要工艺特性，如操作压力、温度、物料名称和设备的容积等。名称指标设计压力设计温度物料名称容积焊缝系数受压元件的材质其它40设计压力指表压，若为绝对压力则应注名“绝压”二字；每行高8，宽40(6) 技术要求 常用文字说明的形式，提出设备在制造、检验、安装、材料表面处理、包装和运输等方面的要求。1)

9、按哪一标准进行制造试验和验收常压设备 JB2881-80GB150-98GB151-982) 焊接要求以什么形式焊接，焊条的牌号，焊缝的结构形式3) 焊接质量的检测要求4) 整体压力试验的要求：水压气密性试验5) 管口的方位（即以哪个视图为准）6) 油漆要求7) 其它特殊的要求（如抛光要求，是粗抛还是镜抛）(7) 标题栏 常放在图样的右下角，有规定的格式，用以填写设备的名称、主要规格、制图比例、设计单位、图样编号以及设计制图、校核和审定人员的签字。（8）其它需要说明的问题 如图样目录、附注、修改表等内容。（三）化工设备图的表达特点化工设备图的特点完全是由化工设备的结构特点决定的。（1） 基本视

10、图的配置因为设备的基本形体多由回转体组成，所以用两个视图就可以表示它的主体，对于高大的直列设备，常用主视图表达轴面形体，且全剖，用俯视图表示径向形体。（2） 多次旋转的表达方法在设备的壳体园周上有结构和方位不同的管口和零部件，为了在同一主视图上反映真实形状和位置，常按机械制图中旋转视图的方法，假想地将其经过多次旋转，正好旋到能在主视图的投影面上能反映其真实形状和位置为止，再画下它的视图。化工设备图中采用多次旋转画法，允许不作标注，其周向方位以管口方位图为准。（3） 局部放大的表达方法由于设备总体和安装其上的零部件尺寸相差悬殊，按总体尺寸选定的绘图比例，往往无法将其局部结构表达清楚。所以在化工设备图中，往往较多地运用局部放大来表达局部结构的详情。这种放大图的画法和机械制图中局部放大图的画法和要求相同。（4） 夸大的表达方法设备的壁厚垫片挡板等零件，因为绘图比例比较小，这些小尺寸的零件即使采用了局部放大但仍嫌不够清楚，可采用不按比例的夸大画法。（5） 管口方位的表达方法一般在设备的俯（左）视图上表示该设备的管口方位，并要注明方文尺寸，还要在技术说明栏目中注明“管口的方位以俯（左）视