食工原理课程设计说明书

三效并流蒸发器的设计姓名学号班级2013 年12 月25 日录1113.1 23.2 33.3 33.4 53.5 63.6 73.7 上述步骤 73.8 结构尺寸 103.9装置辅助备 153.10 结果汇总 18考文献 20--PAGE11-728h/12%40%3.20

/℃1100kg/1

3 1250kg/2

3 1300kg/3

3蒸汽绝压500，20：K 15001

/

K2

1000

/

K3

600

/

蒸。主要参数能力：728h/设备型式：央循环管式蒸发器操条件：①1240温度温度，3.20

/50020。：

1100kg/1

3 1250kg/m3，2 1300kg/3

3各蒸发器总传系数分别K1

1500

/

，K 10002

/

K3

600

/

℃。失 。算汽溶剂量以及各液汽压力和冷凝器中压力等。随着业技术展，设备结构与形式亦不断改进和创新，其种类繁业中常用间接加热器分别为循环型和单程型两大类。循环型单程型选择中央循环管式蒸器中中央循环管式又称标准式业中应用广泛。结构和原理：其加热管组成，中间大中管液加热液度大；其加热管液度度用中央循环管加热管循环流循环流面传热系数，强化了过程。紧凑可靠果好影响了安装旋浆搅拌可提高2～3倍。图并三示意图：WW、T'W、T'W、T'1 1 2 2 3 3P' P' P'1 2 3D、TWTW T1 1 1 2 2 3F、x 、tx 、tx 、tx 、t0 0 1 1 2 2 2 3T1T2T3与完成液浓度

721039000kg/h8

WF

x0)9000x3

)6300kg/hWWW 11.11.21 2 3WWWW 1 2 3 1W63001909.09kg/h1 W 1.11909.092W 1.23

2100kg/h2290.91kg/hx Fx

90000.12 0.15231 FW1x Fx

90001909.09 90000.12 0.21642 FWW 90001909.0921001 2x 0.403二次汽压强及溶液沸点和有温度差500k,20k。PP'

P

1 K480i

160k3 3即P'P

500160340kPa1 1 iP'P2P

5002160180kPa2 1 iP'P'3

20kPa一一二三P'/kPai34018020T'/℃i137.78116.8460.08（即加）r'/kJ/i2155.182213.912354.92'Txi i15.2321.6440.00a'/℃0.200.331.0021'16T21r'122'16.2T22r'223'16T23r'3

a'1a'2a'3

161616

1377827315)2020025℃21551810311684273152 0.330.37℃221391103600827315)2100076℃235492103

'''

1.38℃1 2 3''0

'''

1

1，则

3

1 2 3'

03℃

P，i it，ii tit'i '

0.25011 1 1 1 '

0.37012 2 2 2 '

0.76013 3 3 3各效料为：tT' 137.781.25139.03℃1 1 1t T' 116.841.37118.21℃2 2 2t T' 60.081.7661.84℃3 3 3有效总tTs k500kPa饱和蒸汽151.6℃kg，所以t151.67

加热蒸汽消耗量和各效蒸发水量第一效热量衡算式为：W

(Dr

t t0 1)11 1 r' po r'1t t0 1

1 1到苹果汁浓缩热热利用算式为0.980.7xi

式中xi

为第i效蒸发器中料浓变化。0.980.7(0.15230.12)1

0.9574W

Dr0.9574

2113.25D

0.9388D111 1 r'111

2155.18Wr

1 1 tW 12

Wc

1 22 2 r'

po 1

r' 2 2 0.980

0.980

02164

0.15230.93512 2Wr tW 12 Wc 1 22 2 r'

po 1

r' 2 20.93512155.18

90003.204.187

13903118212213.91 1 1 2213.91 0.8735W1

253.27

Wr

tW 23

Wc

Wc

2 33 3 r'

po 1

2

r' 0.980

0.980

0

3 30.21640.85153 3Wr

tW 23

Wc

Wc

2 33 3 r'

po 1

2

r' 3 30.85152213.91W90003.204.187W4.187W

118.2161.842354.92 2 1 0.7114W0.0891W613.03

2254.92 2 1又WWW 6300kg/h1 2 3：W2183.66kg/h1W 2160.69kg/h2W1955.58kg/h3D2326.01kg/h1传热面积iS Qii Kti iQDr

2326.012113.25103 1.3654106W1 11

3600tTt151.67139.031 1 1Q 1.3654106S 1 1 Kt 150012.641 12183.662155.18103Q Wr' 1.3073106W2 11

3600tTt137.78118.2119.57℃2 2 2Q 1.3073106S 22 Kt2 2

100019.5766.80m22160.692213.91103QWr' 1.3288106W3 22 3600tTt116.8461.8455.00℃3 3 3Q 1.3288106S 33 Kt3 3S

60055.0040.27m2误差为1步骤。

minS

0.441，误差较大，故应调整各效的有效温度差，重复上述计算StSt

S

72.0112.6466.8019.5740.2755.00S 1 1

2 2 3 t

12.6419.5755.00 50.82m2S重新分配有效温度差，得：St'

1t

72.01 12.641

S 1S2

25.72℃2t'3

S S3tS

50.8255.0043.59℃上述计算步骤计算各效料液浓度，它们分别为：x Fx

90000.12 0.15841 FW1x Fx

90002183.66 90000.12 0.23202 FWW 90002183.662160.691 2x 0.40003tt 61.84℃而t'43.59℃则3 3 3第三加热也即第：TT'tt'61.8443.59105.43℃3 2 3 32

137℃：t T' 105431372 2 2

106.80℃由t'25.72℃求得

T't t'106.8025.72132.52℃2 2 1 2 2由 1.25℃得tT' 132.521.25133.77℃1 1 1 1T151.67℃1数一二三T/℃i151.67132.52105.43t'/℃i17.9125.7243.59t/℃i133.77106.8061.84T'132.521T'105.43℃2T'60.08℃3

r'2170.391r'2243.712r'2354.923

///kg：第一：1

0.9801

0.980

01584

0.120.9531W

Dr0.9531

2113.25D

0.9280D111 1 r'111

2170.39 1 1 09807

0.980

02320

0.15840.92852 2Wr tW 12 Wc 1 22 2 r'

po 1

r' 2 20.92852170.39W90003.204.187W

13377106802243.71 1 0.8514W321.43

2243.71 1 09807x098070402320086243 3Wr

tW 23

Wc

Wc

2 33 3 r'

po 1

2

r' 3 30.86242243.71W90003.204.187W4.187W

106.8061.842354.92 2 1

2354.92 0.7527W0.0689

474.192 1WWW 6300kg/h1 2 3W2171.52kg/h1W 2170.32kg/h2W1958.16kg/h3D2340.00kg/h12183.662171.521 2183.662171.522160.692170.321 2160.692170.321955.581958.161 1955.581958.165W。器传热面积。QDr

2340.002113.25103 1.3736106W

'

17.91℃1 11

1QS Q

1.3736106 51.13m21 K1 12171.522170.39103Q Wr' 206W

25.72℃2 11 3600 2QS Q

1.3092106 50.90m22 K2 2

100025.722170.322243.71103QWr'

706W

43.59℃3 22

3600 3QS Q

1.3527106 51.72m23 K3 3S

60043.5950.90误差：1

minS

151.720.0160.05，计算结果合理取平均传热面积

51.25m2主要结构尺寸中央循环管式蒸发器主体分为加热室和分离室加热室由直立的加热管束组成主要是传热面积。我们选取的中央循环管式蒸发器的计算方法如下。加热管的选择和管束的初步估计蒸发器的加热管通常选用52.5m82.5m73.5m种规格的无缝钢管长度一般为m382.5mm长度为2m的无缝钢管。n'=d0

SL0.1

51.25 226根 3.140.0382 S——蒸发器的传热面积，前面的工艺计m2；d——加热的m；0L——加热m。因加热固定在n时的长用Ln管

D：1214

(0.4~1)n

d24 1D n'~ 22.51 1。查12mm2m。。外径的值已经标准化，径d 径d /mm0心距t/1925385725324870， 管束n，cnncn

nnc

n数即

n ncn

1.1 226Dtn121~1.5d226

121.538i c 0和心距作图。作图所得数nn壳体的尺寸标准mm400-700800-10001100-15001600-2000mm8101214根据表选取加热室壳体内径为。

n

n

V W m33600UVm3；Wg/h；kg/m3；U——蒸发体积强度m3/(m3s)为1 5m3/(m3s)。现取分离室

m3/(m3一一二三T'/i//m3132.52105.4360.081.6050.7140.1311V W11 3600U12V W22 360023V W33 3600U3

2171.5236001.6051.10.3416m32170.3236000.7141.10.7676m31958.1636000.1311.13.786m3量是不同的分离室尺寸可取体积选取其中最大者，即Vm3分离室体积HD符合下列关系：

D2H4H/D1 2。对于中央循环管式发器，其分离室高般不能小于

H/D

Dm，

2.214m1.8m，故符合要求。sd中 u

m3/s；m/s。m/sm/sm/sm/s0150.08 0.1520 3015 20

u

m/s, 100008815500121066g/m304Vsu4Fu044Vsu4Fu04 9000360010663.1424525m1.605kg/m31

0714g/m2

0.131g/m3

20 30m/su30m/s。W2171.52W11V 36001.6050.376m3/s111W2170.32W22V 36000.7140.844m3/s222W 1958.1633V 36000.1314.152m3/s3334Vsu44.1524Vsu44.1523.143042616m。

u008 0.15m/s195816g/h6008为/m3；适宜流速选为m/s。可计算冷凝水出口管径：su41958.163.14su41903600978.30可以由不锈钢管规格表查得选取的冷凝水出口管径规格为89。助设备设计蒸发装置的辅助设备主要包括气液分离器与蒸汽冷凝器。一、气液分离器蒸发操作时，二次蒸汽中夹带大量的液体，虽在分离室得到初步分离，但为部的有折流式、旋流式及离心式除沫器等。简，中型中用多。设计选用惯性式除沫器。惯性式除沫器的主要：D D420mm0 1规格选取426D:D:D1 2 3

11.52D 1.5D630mm2 1HD 2D

840mm3 1h0.5D1

210mm式中D二次蒸汽的管径， m；0Dm；1Dm；2Dm；3Hm；hm。二、蒸汽冷凝器（1）主要类型各种型式蒸汽冷凝器的性能冷凝器型式水汽接触面积多层多孔板式大单层多孔板式填充塔式大水喷射式最大压强降，Pa1067-2000小，可不计1333-3333较小大塔径范围大小均可不宜过大≦350mm≦100mm二