降膜蒸发器的设计

1、食品工程原理课程设计说明书降膜蒸发器的设计姓名： 学号： 班级： 2013年 12月 27日一 食品工程原理课程设计任务书一 食品工程原理课程设计任务书2(1)设计课题3(2)设计条件3(3).设计要求3(4).设计意义3(5).主要参考资料3二 设计方案的确定4三 设计计算43.1.总蒸发水量43.2.加热面积初算4（1）估算各效浓度4（2）沸点的初算5（3）温度差的计算5（4）计算两效蒸发水量，及加热蒸汽的消耗量 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93.3.重算两效传热面积9（1）.第一次重算93.4 计算结果10四.简图12(1)设计课题：番茄汁浓缩工艺装置的

2、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：1500kg/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原料最高许可温度：58浓缩液经冷凝后出口温度：25加热介质：100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降膜蒸发系统，满足上述工艺要求。 (3).设计要求：1.设计一套双效降膜蒸发系统（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、

3、简略的技术经济分析、参考文献资料等。须打印）；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：2013年12月27日。(4).设计意义(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，2005，1 2. 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

4、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，选用双效降膜蒸发系统，根据设计要求，采用并流双效降膜式蒸发器蒸发。选用2m长38×3mm的无缝不锈钢管作加热管。三

5、 设计计算3.1.总蒸发水量3.2.加热面积初算（1）估算各效浓度:第一效蒸发后由经验公式：1:1.1而 解得 15.24%（暂取15%）（2）沸点的初算查表：T=100时，P=101.33kpa；T=25时，=3.1684kpa设两效蒸汽压强相等查的时，沸点；，第二效加热蒸汽=1=81.19（3）温度差的计算将该溶液当作蔗糖溶液处理，有沸点的温度损失差为：第一效时：第二效时：对于降膜式蒸发器，不存在由液柱静压力引起的温度差损失，即取管路引起的损失，第一效沸点 82.19+0.18+0=82.37有效温差 10082.37=17.63第二效沸点 26+0.50+0=26.50有效温差 81.1

6、926.50=54.69有效总温差 效数二次蒸汽压强（kpa）二次蒸汽温度（）二次蒸汽汽化热（kj/kg）152.249282.192301.723.7622262432.7（4）计算两效蒸发水量，及加热蒸汽的消耗量 由题意知溶液比热为，查表得水的比热为作第一效热量衡算，得其中所以-同理作第二效热量衡算，得-其中所以 整理得 代入式可得：由式可得：（5）总传热系数K的计算查表得不锈钢管的导热率为浓度151029.2361153.6第一效时：由降膜蒸发器的管内沸腾传热系数的关联式有：41828饱和水蒸气的传热系数由下公式可求得：4332传热外表面的总传热系数K由下公式计算： ）第二效时：同理可得

7、： 饱和水蒸气的传热系数由下公式可求得：传热外表面的总传热系数K由下公式计算： ）（6）分配有效温度差，计算传热面积10082.37=17.6381.1926.50=54.693.3.重算两效传热面积（1）.第一次重算由于两效传热面积相差太大，故应调整各效的有效温度差，并重复上述计算步骤再算重新分配有效温度差校正各效沸点、蒸发水量和传热量因第二效完成液沸点不变，所以6第二效加热蒸汽温度为第一效二次蒸汽温度由和得第一效沸点=63.38 解得：两效的传热面积比较接近，故不在重算3.4 计算结果1.加热面积留适当的余量，故扩大13，取S=5.2蒸发器序号加热面积蒸发水量加热蒸汽消耗量第一效第二效5.

8、25.2528.2555.1617.28528.2总和10.41083.31145.484 蒸发器主要工艺尺寸的计算（1）加热室传热管数目 管子采用正三角形排列采用胀管法，取t=1.5d0 t=1.5d0=1.5×38=57mm取b=1.5d0 b=1.5d0=1.5×38=57mm加热室的直径 圆整后，取加热室直径D为300mm.（2）分离室第一效蒸发：取分离室高度为1.0m 由附录查得温度63.22蒸汽的密度为0.1568kg/m3，所以二次蒸汽的体积流量为取允许的分离室蒸发体积强度Vs为1.2m3/（m3·s）分离室直径高径之比在12范围内。第二效蒸发取分离室高度为1.5m 由附录查得26蒸汽的密度为0.02696kg/m3，所以二次蒸汽的体积流量为取允许的分离室蒸发体积强度Vs为1.2m3/（