日产吨浓缩牛奶蒸发器方案文献

1、个人资料整理 仅限学习使用题 目 系 别 专 业 学 号 姓 名 手机号码食品工程原理课程设计日产12吨浓缩牛奶蒸发器的设计食品与生物工程学院食品科学与工程2018年1 月3 日第一章任务书41.设计任务及操作条件4第二章蒸发工艺设计计算481蒸浓液浓度计算4 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 82溶液沸点和有效温度差的确定5 HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 2 2 1各效由于溶液的蒸汽压下降所引起的温度差损失6 HYPERLINK l bookmark14 o C

2、urrent Document 2 2 2各效由于溶液静压强所因引起的温度差损失6 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 2 2 3由经验不计流体阻力产生压降所引起的温度差损失7 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 2 3加热蒸汽消耗量和各效蒸发水量的计算 8 HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 2 4蒸发器的传热面积和有效温度差在各效中的分布9 2 5有效温差再分配10第三章蒸发器工艺尺寸计算123-1加热管的选择和管数的初步估计12逖1 1加热管的选

3、择和管数的初步估计123 12循环管的选择13 3 1 - 3加热室直径及加热管数目的确定133 1 4分离室直径与高度的确定143 2接管尺寸的确定153 2 1溶液进出口 153 2 2加热蒸气进口与二次蒸汽出口 153 2 3冷凝水出口 15第四章、蒸发装置的辅助设备164 1气液分离器164 2蒸汽冷凝器16淤21由计算可知，进入冷凝器的二次蒸汽的体积流量可计算得到冷凝器的直径D17第五章工艺计算汇总表17第六章工艺流程图、主体设备结构图 174 1工艺流程图184 2主体设备结构图20第七章课程设计心得21参考文献：22第一章任务书1.设计任务日产12吨浓缩牛奶蒸发器的设计一、原始数

4、据：加热蒸气压：240kpa冷凝器真空度：90 kpa绝对压力：1.3 pa原料浓度：13%成品浓度：42-48%牛奶原料密度：1030kg/m日产量：12T/天日工作时间：10h生产车间在一楼冷凝水使用深井水，平均水温10c第二章 蒸发工艺设计计算2-1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。计算的已知参数有：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采用试算法。(1根据工艺要求及溶液的性质，确定蒸

5、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。（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浓度。（3根据经验假设蒸气通过各效的压强降相等，估算个效溶液沸点和有效总温差。（4根据蒸发器的始衡算，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）,直到所求得各 效传热面积相等 或满足预先给出的精度要求）为止。F= a =1200kg/h总蒸发量:W=F =828.6kg/h 二并流加料蒸发中无额外蒸汽引出，可设可:W2 =1:1.1而 W=WW=828.6kg/h

6、由以上三式可得:W=394.6kg/h。W=434.0kg/h。自设各效问的压强降相等，则总压强差为：X=0.19。X2=0.422-2溶液沸点和有效温度差的确定由各效的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汽化热（kJ/kg一效加热蒸汽551155.32101.9一效溶液19.964.6一效二次蒸汽19.8602313.4二效溶液2550.4二效加热蒸汽19.8592313.4二效二次蒸汽7.439.82401.6进冷凝器蒸汽738.82403.82-3加热蒸汽消耗量和各效蒸发水量的计算第i效的始衡算式为：有上式可求得第i效的蒸发量区.若在始衡算式计入溶液的能

7、缩热及蒸发器的热 损失时，尚需考虑热利用系数 目一般溶液的蒸发，区可取得0.960-Ax式中Ax 为溶液的浓度变化，以质量分率表示）。第i效的蒸发量二的计算式为式中 二-第i效的加热蒸汽量，当无额外蒸汽抽出时 -=二-第i效加热蒸气的汽化潜热区 -第i效二次蒸气的汽化潜热勾 原料液的比热回 水的比热二，勾 分别为 第i效及第i-1效溶液的沸点目 第i效的热利用系数无因次，对于加热蒸气消耗量，可列出各效始衡算式并与式(a=0.785联立(a,(b,(c式，解得:W=455.7kg/hW =372.9kg/hD =534.4kg/h 2 4蒸发器的传热面积和有效温度差在各效中的分布任意一效的传热速

8、率方程为3Si=第i效的传热系数,式中 -第i效的传热速率，WW/m2, C).第i效的传热温度差，C Si第i效的传热面积,m2误差为X ,误差很大，应调整各效的有效温度差，重复 上述计算过程。 2 5有效温差再分配重新分配有效温度差得,重复上述计算步骤1）计算各效料液浓度即由所求得的各效蒸发量，可求得各效料液的浓度,X2=0.422）计算各效料液的温度 因末效完成液浓度和二次蒸汽压力均不变，各种温度差损失可视为恒定，故末效溶液的温度仍为50.4 C,即 日I C则第二效加热蒸汽的温度 66.332.5料液温度（c 87.550.43）各效的热量衡算第一效,(b,(c式，解得W=4424.0

9、kg/hW =404.6kg/hD =521.5kg/h与第一次结果比较，其相对误差为其各效溶液浓度计算相对误差均在0.05以下，故各效蒸发量的计算结果合理。 无明显变化，不需重新计算155.382.938.8操作压强Pi/ （KPa24077溶液沸点tJC87.551.2完成液浓度（%23.542蒸发水量W Kg/h424.0404.6生蒸汽量D Kg/h887.6424.02传热面积S m5.05.0第三章蒸发器工艺尺寸计算蒸发器的主要结构尺寸 根据由蒸发器工艺计算中得到的各效二次蒸汽量，再从蒸发体积强度U的数值范围内选取一个值，即可由上式算出分离室的体积。一般说来，各效的二次蒸汽量不相同

10、，其密度也不相同，按上式计算得到的分离室体积也不会相同，通常末效体积最大。为方便起见，各效分离室的尺寸可取一致。分离室体积宜取其中较大者。确定了分离室的体积，其高度与直径符关系，确定高度与直径应考虑一下原则:1）分离室的高度与直径之比H/D=12对于中央循环管式蒸发器，其分离室 一般不能小于1.8m,以保证足够的雾沫分离高度。分离室的直径也不能太少， 否则二次蒸汽流速过大，导致雾沫夹带现象严重。2）在条件允许的情况下，分离室的直径尽量与加热室相同，这样可使结构简 单制造方便。3）高度和直径都适于施工现场的安放。现取分离室中U=1.2m3/155.382.938.8操作压强Pi/ （KPa240

11、77溶液沸点3C87.551.2完成液浓度（%23.542蒸发水量W Kg/h424.0404.6生蒸7量D Kg/h541424.0 . 一一2传热面积S m5.05.0加热管管径（mm循环管管径（mm加热室内径（mm分离室直径（mm加热管与循 环管长度（mm（）=38*2.5（）=185*6.5（）=356*8（）=10001500溶液进出口管径（mm加热蒸汽 进口与二 次蒸汽出 口管径 （mm冷凝水出口管径（mm分离室局度（mm加热管数 根）（）=33*2.5（）=127*4.5（）=47*2.5180029第六章 工艺流程图、主体设备结构图图中wi、m、wn-各效的蒸发量，kg/h 。

12、F原料液流量，kg/h。W 总蒸发量，kg/h;X 0、Xl、：Xn原料液、及各效完成液的浓度，质量分率。t0原料液的温度，C；t1、t 2、t n各效溶液的沸点，C ；D 1第一效加热蒸汽（生蒸汽消耗量，kg/h,p 1生蒸汽的压强，Pa；T i生蒸汽的温度，C；T 1, 、丁2 、Tn 一一各效二次蒸汽的温度，C；P n末效蒸发室的压强，Pa。H 1、H、H2、H；-生蒸汽及各效二次蒸汽的始，kJ/kgh 。、h2、hn原料液及各效完成液的始，kJ/kg;S 1、&、Sn各效蒸发器的传热面积，m2。6-2主体设备结构图主体设备结构图I二次融图中央循环式蒸发器管1-外壳；2-加热室；3-中央

13、循环4-蒸发室；5-除沫器第七章设计心得本次课程设计为设计双效蒸 发器对鲜牛乳进行浓缩，要对蒸 发的工艺进行计算，同时要设计 出蒸发器的结构尺寸。经计算，得出设计所需参数，在理论上基本符合要求， 但要投入生产应用，需要经过实验的验证。设计过程中，也存在一些问题，可 能因资料的查找不够，一些计算也采取了较简便的计算方法。而且在设计的计 算过程中有的数据的取值及代入不是很准确，有的校正不是很严格，这是设计 中的不足，望王老师能谅解，并给予意见。通过这次课程设计，使我对蒸发器有了更进一步的了解 ，加强了我动手、思 考和解决问题的能力。做课程设计同时也是对课本知识的巩固和加强，由于课 本上的知识太多，

14、平时的学习并不能很好的理解和运用，所以在这次课程设计 过程中，我学到了很多。平时看课本时，有时问题老是弄不懂，做完课程设 计，那些问题就迎刃而解了。认识来源于实践，实践是认识的动力和最终目 的，实践是检验真理的唯一标准。这次课程设计使我在实践中，掌握了如果让 你更多的专业知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是的重要性，只有理论知 识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。 设计计算中的很多数据往往需要设计者查阅相关手册和资料，进行系统的收 集、分析比较和选用，任何一个数据的选定均要说明理由

15、，这就需要综合运用 所学的各类知识，经过全面、细致地分析和思考才能确定。在设计的过程中遇 到问题，可以说得是困难重重，它不仅要求我们对食品工程原理课程设计有基 础的了解，而且还要对其他相关等一系列知识能够进行综合的运用，同时也对 计算机软件和编程提出了较高的要求。这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知 识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。此次课程设计，我学到了很多东西，比如 设计思维，独立思考，耐心解决 问题，和谨慎态度，以及与人合作共同提高，都受益非浅，为以后的毕业设计 做了铺垫，相信自己以后可以做得更好。最后，感谢王老师的细心指导，也同样谢谢其他各位同学的帮助。参考文献：1、化工原理课程设计天津大学天津科学技术出版社柴城敬 刘国维李阿娜编 P7-P74 P1862