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多效蒸发器设计计算

多效蒸发器设计计算
多效蒸发器设计计算

多效蒸发器设计计算

(一) 蒸发器的设计步骤

多效蒸发的计算一般采用迭代计算法

(1) 根据工艺要求及溶液的性质,确定蒸发的操作条件(如加热蒸汽压强 及冷凝器压

强)、蒸发器的形式(升膜蒸发器、降膜蒸发器、强制循环 蒸发器、刮膜蒸发器)、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组成。

(3) 根据经验,假设蒸汽通过各效的压强降相等,估算各效溶液沸点和有 效总温差。 (4) 根据蒸发器的焓衡算,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), 直到所求得的各效传热面积相等(或满足预先给出的精度要求)为止。

(二) 蒸发器的计算方法

下面以三效并流加料的蒸发装置为例介绍多效蒸发的计算方法。

1. 估值各效蒸发量和完成液组成

总蒸发量

W =F (1-西)

X i

在蒸发过程中,总蒸发量为各效蒸发量之和

W = W 1 + W 2 + …+ W

(1-2 )

任何一效中料液的组成为

Fx o

x

i '

F -W 1-W 2-…Wi

般情况下,各效蒸发量可按总政发来那个的平均值估算,即

(1-4)

因有自蒸发现象,课按如下比例进行估计。例如,

(1-5)

以上各式中

W —总蒸发量,kg/h ;

W 1,W 2,…,Wi —各效的蒸发量,kg/h ; F —原料液流量,kg/h ; X 0,为,…,X n —原料液及各效完成液的组成,质量分数。

2. 估值各效溶液沸点及有效总温度差

欲求各效沸点温度,需假定压强,一般加热蒸汽压强和冷凝器中的压强(或 末效压强)是给定的,其他各效压强可按各效间蒸汽压强降相等的假设来确定。 即

“ n (1-

6)

式中p —各效加热蒸汽压强与二次蒸汽压强之差,

Pa ;

?

—第一效加热蒸汽的压强,Pa ;

(1-1 )

(1-3)

W 」

对于并流操作的多效蒸发,

三效 W1: W2: W3=1: 1.1 : 1.2

p k—末效冷凝器中的二次蒸汽的压强,Pa。多效蒸发中的有效传热总温度差可用下式计算:

' .t =(T^Tk) .■:(1-7)

式中

.v—有效总温度差,为各效有效温度差之和,c;

T1—第一效加热蒸汽的温度,c;

Tk—冷凝器操作压强下二次蒸汽的饱和温度,c;

Z A—总的温度差损失,为各效温度差损失之和,Co

z zr(1-8)

式中「- - 由于溶液的蒸汽压下降而引起的温度差损失,c;

A” --由于蒸发器中溶液的静压强而引起的温度差损失,c;

.:■■- 由于管路流体阻力产生压强降而引起的温度差损失,Co

关于丁、J和的求法,分别介绍如下:

(1)由于溶液蒸汽压下降多引起的温度差损失9「可用校正系数法和杜林

规则求得。

校正系数法:「二口。(1-9) 式中0 - - 常压卜由于溶液蒸汽压卜降引起的温度差损失,c;

f - 某些溶液在常压下的沸点t A值可从手册差得;

- 校正系数,量纲为一。

一般取

* 2 (T 1+273) f =0.0162

r

(1-10)

式中T 1 - - 操作压强下水的沸点,亦即二次蒸汽的饱和温度,c;

r"-- 操作压强下二次蒸汽的汽化热,kJ/kg.

杜林规则:某种溶液的沸点和相同压强下标准液体(一般为水)的沸点呈线性关系。在以水的沸点为横坐标,该溶液的沸点为纵坐标并以溶液的组成为参数的直角坐标图上,可得一组直线,称为杜林直线。利用杜林线图,可根据溶液的组成及世纪压强下水的沸点查出相同压强下溶液的沸点,从而得出值。

根据杜林规则也可计算液体在各种压强下沸点的近似值。此法的依据是:某液体在两种不同压强下两沸点之差t A1 -t A2与水同样压强下两沸点之差t B1-t B2 ,其比值为一常数,即t A1 - t A2

k

t B1 —tB2

求得k值,其他任一压强下的沸点t A就可由下式求得,即

t A =t A1 -k(t B1 -t B)(1-

11)

所以不用杜林线图也可计算出溶液的「值。

(2)由于蒸发器中溶液静压强引起的温度差损失?厂某些蒸汽器在操作

室,器内溶液需维持一定的液位,因而蒸发器中溶液内部的压强大于液面的压强,致使溶液内部的沸点较液面处高,二者之差即为因溶液静压强引起的温度差损失0为简便起见,溶液内部的沸点可按液面和底层的平均压强来查取。平均压强近似按静力学方程估算:

pm = P

蒸发器中液面和底部间的平均压强,Pa ; 二次蒸汽的压强,即液面处的压强,

Pa ; 溶液的平均密度,kg/ m 3; 液层高度,m 重力加速度,m/ s 2。

(1-13)

式中tpm — 根据平局压强pm 求得水的沸点,°C ;

t p — 根据二次蒸汽压强p 求得水的沸点,C 。

由于管道流动阻力产生的压强降所引起的温度差损失

在多效蒸发中,末

效以前各效的二次蒸汽流到次一效的加热室的过程中,由于管道阻力使其压强降 低,蒸汽的饱和温度也相应降低,由此而引起的温度插损失即为?广。根据经验, 取各效间因管道阻力引起的温度差损失为 1C .

根据已估算的各效二次蒸汽压强 p 及温度差损失厶,即可由下式估算各效 溶液的沸点t 0

t =T : = : =

(1-14)

3. 加热蒸汽消耗量和各效蒸发水量的初步计算

第一效的焓衡算式为

Q i = D 『i (Fc PO -W 1C PW -W 2C PW -

- W i _1C PW )(t i —t i _1)W i r i

(1-15)

由式(1-15 )可求得第I 效的蒸发量 W 0若在焓衡算式中计入溶液的浓缩

热及蒸发器的热损失,尚需考虑热利用系数

。一般溶液的蒸发,可取

0.98-0.7 (式中Ax 为溶液的组成变化,以质量分数表示)

… l|_ ri

ti —1 — ti

吩 i D i — +( F C Po —1C PW —2 C PW 二 ° “ —^V i _1C PW ) --

〕r ; r‘ 一

式中D i — 第i 效的加热蒸汽量,kg/h,当无额外蒸汽抽出时,t=T 、「r ; ri —第i 效加热蒸汽

的汽化热,kJ/kg ;

r i — 第i 效二次蒸汽的汽化热,kJ/kg ;

CPO

— 原料液的比热容,kJ/ (kg ?C); CPW

— 水的比热容,kJ/ (kg ?C); ti 、ti -1

—第i 效及第(i-1 )效溶液的沸点,C ; i

— 第i 效的热利用系数,量纲为一。

对于加热蒸汽(生蒸汽)的消耗量,可列出各效焓衡算式并与式( 1-2 )联

解而求得。

4. 蒸发器的传热面积和有效温度差在各效中的分配 任一效的传热速率方程为

Q i =K i S 巾 (1-17 )

式中 Q i —第i 效的传热速率,

K i —第i 效的传热系数, S —第i 效的传热面积,

X i —第i 效的传热温度差,C 。

有效温度分配的目的是为了求取蒸发的传热面积 S ,现以三效为例,即

(1-12)

式中

p m F

p

p

(1-16)

Q i

K v-:t i 若由式(i-i8)求得的传热面积不相等,应依据各效面积的原则重新分配各

式中 7 .辻一各效的有效温度差之和,称为有效总温度差,C

由式(i-23)求得传热面积S 后,即可由式(i-22)重新分配各效的有效温 度差。重复上述步骤,直至求得的各效传热面积相等,该面积即为所求。

S i Q 2 K 2. :t2 式中

t —ti

=t =T2 _t2 =T i _t2 =t3 =T3 -t3 =T 2 -t3

在多效蒸发中,为了便于制造和安装, 即

S i -S 2 = S 3 = S

(i-i8)

(i-i9)

(i-20)

通常采用各效传热面积相等的蒸发器,

效的有效温度差。方法如下: 设以t 表示各效面相等时的有效

温度差,则

” Q 3

, Q i .:t i -

, K i S

与( i-i8 )式相比可得

S i

S 2 L t i

t i

L t 2

t 2

S ,

S

将式(i-22)中三式相加,得

S i

S 2

S 3

二 f t = t i -t 2 :L t 3

廿

t 2

t 3

S

S

S

S A t i + S2&2 + S 3&3

S 2 (i-2i )

(i-22)

(i-23)

S i

Q 3 K 3. :t3

Q i =W i r i Q i =W i r 2

蒸发器的选择计算

. 新乡双赢蒸发器选择计算的任务是选择合适的蒸发器类型和计算蒸发器的传热面积,确定定型产品的型号与规格。蒸发器的传热面积计算公式为 Qe=kA△tm 式中Qe----蒸发器的制冷量,W; K-----蒸发器的传热系数,W/(M2.℃); A-----蒸发器的传热面积,M2; Tm----蒸发器的平均传热温差,℃。 对于冷却液体或空气的蒸发器,蒸发器的制冷量应为 Qe=Mc(T1-T2) Qe=M(H1-H2) 式中M---被冷却液体(水、乙二醇)或空气的质量流量,kg/s; C--------被冷却液体的比热,J/(kg.℃); T1、T2----被冷却液体进、出蒸发器的温度,℃; H1、H2----被冷却空气进、出蒸发器的比焓,J/kg。 对于制冷系统,M、c、T1、T2,通常是已知的。例如,为空调系统制备冷冻水,其流量、要求供出的冷冻水温度(T2)及回蒸发器的冷冻水温度(T1)都是已知的。因此,蒸发器的热负荷Qe是已知的。对于热泵系统,进蒸发器的温度T1与热泵的低位热源有关。例如,水作低位热源时,T1决定于水位(河水、湖水、地下水、海水等)的温度。而T2、M的确定需综合考虑热泵的COPh、经济性等因素确定。 蒸发器内制冷剂出口可能有一定的过热度,但过热所吸收的热量比例很小,因此在计算传热温差时,制冷剂的温度就认为是蒸发温度Te,平均传热温差应为 T1--T2 △tm=----------------- T1--Te LN--------- T2--Te △tm和Te的确定影响到系统的运行能耗、设备费用、运行费用等。如果Te取得低,则△tm增大,传热面积减少,降低了蒸发器设备费用;而系统的制冷量、性能系数减小,压缩机的功耗增加,运行费用增大。如果取得高,则与之相反。用于制取冷水的满液式蒸发器Te一般不低于2℃。关于△tm或(T2-Te)的推荐值列于表中。蒸发器的传热系数K与管内、外的放热系数、污垢热阻等因素有关,详细计算请参阅文献。表中还列出了常用蒸发器传热系数K的推荐值。 '.

蒸发器尺寸设计

蒸发器工艺尺寸计算? 加热管的选择和管数的初步估计 1加热管的选择和管数的初步估计 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0.6—2m,但也有选用2m以上的管子。管子长度的选择应根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。根据我们的设计任务和溶液性质,我们选用以下的管子。 可根据经验我们选取:L=2M,38*2.5mm 可以根据加热管的规格与长度初步估计所需的管子数n’, =124(根) 式中S=----蒸发器的传热面积,m2,由前面的工艺计算决定(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循环管的选择 ???? 循环管的截面积是根据使循环阻力尽量减小的原则考虑的。我们选用的中央循环管式蒸发器的循环管截面积可取加热管总截面积的40%--100%。加热管的总截面积可按n’计算。循环管内径以D1表示,则 所以mm 对于加热面积较小的蒸发器,应去较大的百分数。选取管子的直径为:循环管管长与加热管管长相同为2m。 按上式计算出的D1后应从管规格表中选取的管径相近的标准管,只要n和n’相差不大。循环管的规格一次确定。循环管的管长与加热管相等,循环管的表面积不计入传热面积中。 3加热室直径及加热管数目的确定 ?? 加热室的内径取决于加热管和循环管的规格、数目及在管板撒谎能够的排列方式。 ?? 加热管在管板上的排列方式有三角形排列、正方形排列、同心圆排列。根据我们的数据表加以比较我们选用三角形排列式。 管心距t为相邻两管中心线之间的距离,t一般为加热管外径的1.25—1.5倍,目前在换热器设计中,管心距的数据已经标准化,只要确定管子规格,相应的管心距则是定值。我们选用的设计管心距是:???? 确定加热室内径和加热管数的具体做法是:先计算管束中心线上管数nc,管子安正三角形排列时,nc=1.1* ;其中n为总加热管数。初步估计加热室Di=t(nc-1)+2b’,式中b’=(1—1.5)d0.然后由容器公称直径系列,试选一个内径作

HTFS冷凝器蒸发器设计

干式蒸发器设计与校核 I.系统参数确定 利用SolKane对系统参数进行设计: 输入蒸发温度、冷凝温度,过热度设定为4℃,过热度太大,会引起蒸发器设计面积过大;蒸发器压降设定为0.5bar,过冷度设定在2.0℃,冷凝器压降为0.3bar。

II.HTFS 设计 1.Problem Definition 项目定义 ⑴Application Options -应用选型 冷侧与热侧的Application 应用会自动根据后面的过程参数中进出口干度调整,在选择时可保持默认状态。。 ⑵Process Data-过程参数 类别 污垢系数/m 2·K·W -1 类别 污垢系数/m 2·K·W -1 远海海水 0.000086 处理过的冷水塔循环用水 0.00017 近海海水 0.00017 经处理的工业循环用水 0.00017 城市生活用水 0.00017 清净河水 0.00034 自来水/井水/湖水 0.00017 未经处理的工业循环用水 0.00043 混浊河水 0.0005 参考换热器设计手册 对于冷凝器和蒸发器来说,因管内外传热系数均很大,所以污垢系数对换热器的面积影响非常大。 估计压降 容许压降

2.Property Data-物性参数 ⑴Hot Stream Compositions 热侧流体组成 ⑵Property Methods 物性方法 第一步:Search Databank 从数据库搜 索组分 删除组分

⑶Search Chemical Components 加入组分 ⑷Hot Stream Properties 生成物性 ⑷冷侧流体物性参数生成操作与热侧流体一样。 第四步:Restore Defaults 重置物性

蒸发器的设计计算

蒸发器设计计算 已知条件:工质为R22,制冷量kW 3,蒸发温度C t ?=70,进口空气的干球温度为C t a ?=211,湿球温度为C t b ?=5.151,相对湿度为34.56=φ%;出口空气的干球温度为C t a ?=132,湿球温度为C t b ?=1.112,相对湿度为80=φ%;当地大气压力Pa P b 101325=。 (1)蒸发器结构参数选择 选用mm mm 7.010?φ紫铜管,翅片厚度mm f 2.0=δ的铝套片,肋片间距 mm s f 5.2=,管排方式采用正三角排列,垂直于气流方向管间距mm s 251=,沿 气流方向的管排数4=L n ,迎面风速取s m w f /3=。 (2)计算几何参数 翅片为平直套片,考虑套片后的管外径为 mm d d f o b 4.102.02102=?+=+=δ 沿气流方向的管间距为 mm s s 65.21866.02530cos 12=?=?= 沿气流方向套片的长度为 mm s L 6.8665.21442=?== 设计结果为 mm s L 95.892565.2132532=+?=+= 每米管长翅片表面积: f b f s d s s a 100042221? ??? ?? -?=π ()5 .21000 4.10414.36 5.212522???? ???-??= m m 23651.0=

每米管长翅片间管子表面积: f f f b b s s d a ) (δπ-= ()5 .21000 2.05.24.1014.3? -??= m m 203.0= 每米管长总外表面积: m m a a a b f of 23951.003.03651.0=+=+= 每米管长管面积: m m d a i i 2027.0)20007.001.0(14.3=?-?==π 每米管长的外表面积: m m d a b b 2003267.00104.014.3=?==π 肋化系数: 63.14027 .03951 .0== = i of a a β 每米管长平均直径的表面积: m m d a m m 2 02983.020086 .00104.014.3=?? ? ??+?==π (3)计算空气侧的干表面传热系数 ①空气的物性 空气的平均温度为 C t t t a a f ?=+=+= 172 13 21221 空气在下C ?17的物性参数 3215.1m kg f =ρ

蒸发器-冷凝器-设计

Q=KFΔtm式中:Q―热流量;K―总传热系数;F―换热面积;Δtm―冷热流体的平均温差。 设计示例: 设计一个R22,10HP,制冷量为28kW 的系统的蒸发器和冷凝器,设计参数如下: 蒸发温度t0,C 7 管内径di,mm 8.82 冷凝温度tk,C 54 管外径do,mm 9.52 蒸发器回风温度t1,C 27C/19 管间距H1,mm 25.4 蒸发器出风温度t2,C 17/70% 排间距H2,mm 22 冷凝器回风温度t1,C 35 蒸发器翅片间距df,mm 2.1 冷凝器出风温度t2,C 45 蒸发器翅片间距df,,mm 1.9 过冷度tsc,C 5 翅片厚度δ,mm 0.115 过热度tsh,C 5 蒸发器风量,m3/h 5600 蒸发器迎面风速,m/s 冷凝器风量,m3/h 10400 冷凝器迎面风速,m/s 蒸发器的设计: Δtm=(Δtmax—Δtmin)/ln(Δtmax/Δtmin)=((27-7)-(17-7))/ln((27-7)/(17-7))=14.4C 选取K=40 W/(m2.C) Q=KFΔtm (W) F=Q/KΔt=28000/(40*14.4)=48.6m2 计算所选翅片管单位长度的外表面积: 外表面铜管面积: S1=3.14*(do+δ*2)*(df- δ)/df=3.14*(9.52+0.115*2)*(2.1-0.115)/2.1/1000=0.0289m2 外表面翅片面积: S2=(H1*H2-(3.14*(do+δ *2)^2/4))/df/1000=(25.4*22-(3.14*(9.52+0.115*2)^2/4))/10^3/2.1=0.4611m2 St=S1+S2=0.0289+0.4611=0.49m2 所需管路总长度: L=F/St=48.6/0.49=99.18m 方案1: 可以先假设每一回路到12m, N’=L/12=8.26, 取整为8,设为3 排,每排取每4 行一个回路, 那么单排为8*4=32 根,高度为32*25.4=812.8mm。3 排有N=96 根,那单根长度L’=99.18/96=1.03m, L’/H=1.23。 方案2: 可以先假设每一回路到10m, N’=L/10=9.9, 取整为10,设为3 排,每排取每2 行一个回路, 那么单排为10*2=20 根,高度为20*25.4=508mm。3 排有N=60 根,那单根长度L’=99.18/60=1.653m, L’/H=3.24。 冷凝器的设计: Δtm=(Δtmax—Δtmin)/ln(Δtmax/Δtmin)=((54-35)-(54-45))/ln((54-35)/(54-45))=13.38C

单效中央循环管蒸发器

食品工程原理课程设计说明书 番茄汁单效连续加料蒸发装置的设计 : 学号: 班级: 年月日 设计任务书

目录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 2.2 热量衡算 2.3 传热面积计算 2.4 计算结果列表 3.蒸发器主体工艺设计 3.1 加热管的选择和管数的初步估计 3.1.1 加热管的选择和管数的初步估计 3.1.2 循环管的选择 3.1.3 加热室直径的确定 3.1.4 分离室直径与高度的确定 3.2 接管尺寸的确定 3.3 进料方式及加热管排布方式的确定 3.3.1进料方式的确定 3.3.2加热管排布方式的确定 3.4 仪表、视镜与人孔的确定 3.5 蒸发器主要部件规格列表 4.蒸发装置的辅助设备 4.1 气液分离器 4.2 蒸汽冷凝器 5.结语 致谢 附表 参考文献 1.前言 1·1 概述

食品工程原理是食品工程与科学专业主要课程之一,食品工业包含诸多的单元操作,如蒸发、结晶、杀菌等,本课程均有介绍。本次设计题目为番茄汁单效连续加料蒸发装置的设计。通过设计,一方面提高学生对食品工业单元操作的认识,另一方面加深学生对食品工程原理课程的理解与掌握。 本设计涉及的单元操作为蒸发。蒸发是典型的传热过程,即是将含有不挥发溶质的溶液加热沸腾,使其中的挥发性溶剂部分汽化从而将溶液浓缩的过程。蒸发是一种分离操作,广泛应用于化工、轻工、制药和食品等许多工业中溶剂为挥发性而溶质为非挥发性的场合。在许多场合,蒸发系统的热量经济性成为整个生产流程的关键因素。工业上蒸发主要以浓缩和分离为主要目的。本设计以浓缩为主要目的,设计出将番茄汁的可溶性固形物含量由8%浓缩为40%的单效连续加料蒸发装置。 本设计首先确定浓缩罐的处理能力为6t/h番茄汁原浆。 根据选用蒸发器的特点进行物料衡算、热量衡算,进一步确定换热器的传热面积。根据经验及相关文献,选取加热管的长度为1.3m,管径为50mm。进而确定加热管数目,并确定排布方式。根据加热管截面积与中央循环管的截面积的关系以及中央循环管直径与加热室直径的关系确定中央循环管的直径和加热室的直径。从而完成加热室的设计;根据分离室与加热室的比例关系确定分离室的尺寸;根据物料流量及特性确定各输送管道的直径、选材以及其他部位的选材并确定定气液分离器以及冷凝器的型 号;最后在需要的部位安装相关仪表、视镜以及人孔。 1·2蒸发器选型 蒸发操作的蒸发器有悬筐式蒸发器、强制循环蒸发 器、升膜式蒸发器、降膜式蒸发器、中央循环管式蒸发 器等,本设计采用的是中央循环管式蒸发器,其简介如 下: 1·2·1结构和原理 其下部的加热室由垂直管束组成,中间由一根直径 较大的中央循环管。当加热室液体被加热沸腾时,中央 循环管气液混合物的平均密度较大;而其余加热管气液 混合物的平均密度较小。在密度差的作用下,溶液由中 央循环管下降,而由加热管上升,做自然循环流动。溶液的循环流动提高了沸腾表面传热系数,强化了蒸发过程。二次蒸汽于蒸发室中经气液分离器与溶液分离后上升,由冷凝器冷凝。

升膜蒸发器设计计算说明书

《食品工程原理》课程设计 目录 一《食品工程原理》课程设计任务书 (1) (1) ........................................................................................................................................... .设计课题 (2) (2) ........................................................................................................................................... .设计条件 (2) (3) ........................................................................................................................................... .设计要求 (2) (4) ........................................................................................................................................... .设计意义 (2) (5) ........................................................................................................................................... .主要参考资料.. (3) 二设计方案的确定 (3) 三设计计算 (4) 3.1. ......................................................................................................................................... 总蒸发水量 (4) 3.2. ......................................................................................................................................... 加热面积初算. (4) ( 1)估算各效浓度 (4) ( 2)沸点的初算 (4) ( 3)温度差的计算 (5) (4)计算两效蒸发水量V,V2及加热蒸汽的消耗量S (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 (9) 3.3. ............................................................................................................................................ 重算两效传热面积.. (10) ( 1)第一次重算 (10) 3.4 计算结果 (11) 四蒸发器主要工艺尺寸的计算 (13)

单效蒸发及计算汇总

单效蒸发及计算 一.物料衡算(material balance) 对图片5-13所示的单效蒸发器进行溶质的质量衡算,可得 由上式可得水的蒸发量及完成液的浓度分别为 (5-1) (5-2) 式中 一.物料衡算 二.能量衡算 1.可忽略溶液稀释热的情况2.溶液稀释热不可忽略的情况 三.传热设备的计算 1.传热的平均温度差 2.蒸发器的传热系数 3.传热面积计算 四.蒸发强度与加热蒸汽的经济性 1.蒸发器的生产能力和蒸发强度 2.加热蒸汽的经济性

F———原料液量,kg/h; W———水的蒸发量,kg/h; L———完成液量,kg/h; x0———料液中溶质的浓度,质量分率; x1———完成液中溶质的浓度,质量分率。 二.能量衡算(energy balance) 仍参见图片(5-13),设加热蒸汽的冷凝液在饱和温度下排出,则由蒸发器的热量衡算得 (5-3) 或(5-3a) 式中 D———加热蒸汽耗量,kg/h; H———加热蒸汽的焓,kJ/kg; h0———原料液的焓,kJ/kg; H'———二次蒸汽的焓,kJ/kg; h1———完成液的焓,kJ/kg; hc———冷凝水的焓,kJ/kg; QL———蒸发器的热损失,kJ/h; Q———蒸发器的热负荷或传热速率,kJ/h。 由式5-3或5-3a可知,如果各物流的焓值已知及热损失给定,即可求出加热蒸汽用量D以及蒸发器的热负荷Q。

溶液的焓值是其浓度和温度的函数。对于不同种类的溶液,其焓值与浓度和温度的这种函数关系有很大的差异。因此,在应用式5-3或5-3a求算D时,按两种情况分别讨论:溶液的稀释热可以忽略的情形和稀释热较大的情形。 1.可忽略溶液稀释热的情况 大多数溶液属于此种情况。例如许多无机盐的水溶液在中等浓度时,其稀释的热效应均较小。对于这种溶液,其焓值可由比热容近似计算。若以0℃的溶液为基准,则 (5-4) (5-4a) 将上二式代入式5-3a得 (5-3b) 式中 t0———原料液的温度,℃; t1———完成液的温度,℃; C0———原料液的比热容,℃; C1———完成液的比热容,℃; 当溶液溶解的热效应不大时,其比热容可近似按线性加合原则,由水的比热容和溶质的比热容加合计算,即 (5-5) (5-5a) 式中 CW———水的比热容,℃; CB———溶质的比热容,℃ 。

多效蒸发器设计计算

多效蒸发器设计计算 (一) 蒸发器的设计步骤 多效蒸发的计算一般采用迭代计算法 (1) 根据工艺要求及溶液的性质,确定蒸发的操作条件(如加热蒸汽压强及冷凝 器压强)、蒸发器的形式(升膜蒸发器、降膜蒸发器、强制循环蒸发器、刮膜蒸发器)、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组成。 (3) 根据经验,假设蒸汽通过各效的压强降相等,估算各效溶液沸点和有效总温 差。 (4) 根据蒸发器的焓衡算,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),直到所求得的各效传热面积相等(或满足预先给出的精度要求)为止。 (二) 蒸发器的计算方法 下面以三效并流加料的蒸发装置为例介绍多效蒸发的计算方法。 1.估值各效蒸发量和完成液组成 总蒸发量 (1-1) 在蒸发过程中,总蒸发量为各效蒸发量之和 W = W 1 + W 2 + … + W n (1-2) 任何一效中料液的组成为 (1-3) 一般情况下,各效蒸发量可按总政发来那个的平均值估算,即 (1-4) 对于并流操作的多效蒸发,因有自蒸发现象,课按如下比例进行估计。例如,三效W1:W2:W3=1:1.1:1.2 (1-5) 以上各式中 W — 总蒸发量,kg/h ; W 1,W 2 ,… ,W n — 各效的蒸发量,kg/h ; F — 原料液流量,kg/h ; x 0, x 1,…, x n — 原料液及各效完成液的组成,质量分数。 2.估值各效溶液沸点及有效总温度差 欲求各效沸点温度,需假定压强,一般加热蒸汽压强和冷凝器中的压强(或末效压强)是给定的,其他各效压强可按各效间蒸汽压强降相等的假设来确定。即 (1-6) 式中 — 各效加热蒸汽压强与二次蒸汽压强之差,Pa ; — 第一效加热蒸汽的压强,Pa ; — 末效冷凝器中的二次蒸汽的压强,Pa 。 多效蒸发中的有效传热总温度差可用下式计算: (1-7) 式中 — 有效总温度差,为各效有效温度差之和,℃; — 第一效加热蒸汽的温度,℃; — 冷凝器操作压强下二次蒸汽的饱和温度,℃; — 总的温度差损失,为各效温度差损失之和,℃。 p ?1p k p '∑∑? -'-=?)(1k T T t ∑?t 1T k T '∑?

蒸发器换热系数的理论数值.

6.3.2 蒸发过程的传热系数 蒸发中的传热系数K是影响蒸发设计计算的重要因素之一。根据传热学知识知 (6-6) 上式忽略了管壁厚度的影响。式中蒸汽冷凝传热系数αo可按膜式冷凝的公式计算;管壁热阻R W往往可以忽略;污垢热阻Rs 可按经验值估计,确定蒸发总传热系数K的关键是确定溶液在管内沸腾的传热膜系数a i。研究表明影响a i的因素较多,如溶液的性质、浓度、沸腾方式、蒸发器结构型式及操作条件等,具体计算可参阅有关文献 [1,6]。 一、总传热系数的经验值 目前,虽然已有较多的管内沸腾传热研究,但因各种蒸发器内的流动情况难以准确预料,使用一般的经验公式有时并不可靠;加之管内污垢热阻会有较大变化,蒸发的总传热系数往往主要靠现场实测。表6-1给出了常用蒸发器的传热系数范围,可供参考。 表6-1 常用蒸发器传热系数K的经验值 蒸发器的型式总传热系数K, W / (m2K) 标准式(自然循环)600~3000 标准式(强制循环)1200~6000 悬筐式600~3000 升膜式1200~6000

降膜式1200~3500 二、提高总传热系数的方法 管外蒸汽冷凝的传热膜系数αo通常较大,但加热室内不凝性气体的不断积累将使管外传热膜系数αo减小,故须注意及时排除其中的不凝性气体以降低热阻。管内沸腾传热膜系数αi涉及到管内液体自下而上经过管子的两相流动。在管子底部,液体接受热量但尚未沸腾,液体与管壁之间传热属单相对流传热,传热系数较小;沿管子向上,液体逐渐沸腾汽泡渐多,起初的传热方式与大容积沸腾相近。由于密度差引起的自然对流会造成虹吸作用,管中心的汽泡快速带动液体在管壁四周形成液膜向上流动,流动液膜与管壁之间的传热膜系数逐渐增加并达最大值。但如果管子长度足够,沿管子再向上液膜会被蒸干,汽流夹带着雾滴一起流动,传热系数又趋下降。因此,为提高全管长内的平均传热系数,应尽可能扩大膜状流动的区域。 管内壁液体一侧的污垢热阻Rs与溶液的性质、管内液体的运动状况有关。由于溶液中常含有少量的杂质盐类如CaSO4、CaCO3、Mg(OH)2等,溶液在加热表面汽化会使这些盐的局部浓度达到过饱和状态,从而在加热面上析出,形成污垢层。尤其是CaSO4等,其溶解度随温度升高而下降,更易在传热面上结垢,且质地较硬,难以清除;以CaCO3为主的垢层质地虽软利于清除,但导热系数较小;此外,垢层的多孔性也使其导热系数较低。所以即使厚度为1~2mm的垢层也具有较大的热阻。为降低Rs,工程上可采取定期清理、提高循环速度、加阻垢剂,或添加少量晶种使易结晶的物料在溶液中而不是在加热面上析出等方法。 返回目录 6.5.2 多效蒸发的优缺点

蒸发器的设计计算

蒸发器的设计计算

蒸发器设计计算 已知条件:工质为R22,制冷量kW 3,蒸发温度C t ?=70,进口空气的干球温度为C t a ?=211,湿球温度为C t b ?=5.151,相对湿度为34.56=φ%;出口空气的干球温度为C t a ?=132,湿球温度为C t b ?=1.112,相对湿度为80=φ%;当地大气压力Pa P b 101325=。 (1)蒸发器结构参数选择 选用mm mm 7.010?φ紫铜管,翅片厚度mm f 2.0=δ的铝套片,肋片间距 mm s f 5.2=,管排方式采用正三角排列,垂直于气流方向管间距mm s 251=,沿 气流方向的管排数4=L n ,迎面风速取s m w f /3=。 (2)计算几何参数 翅片为平直套片,考虑套片后的管外径为 mm d d f o b 4.102.02102=?+=+=δ 沿气流方向的管间距为 mm s s 65.21866.02530cos 12=?=?= 沿气流方向套片的长度为 mm s L 6.8665.21442=?== 设计结果为 mm s L 95.892565.2132532=+?=+= 每米管长翅片表面积: f b f s d s s a 100042221? ??? ? ? -?=π ()5.21000 4.10414.36 5.212522??? ? ???-??= m m 23651.0= 每米管长翅片间管子表面积:

f f f b b s s d a ) (δπ-= ()5 .210002.05.24.1014.3? -??= m m 203.0= 每米管长总外表面积: m m a a a b f of 23951.003.03651.0=+=+= 每米管长管内面积: m m d a i i 2027.0)20007.001.0(14.3=?-?==π 每米管长的外表面积: m m d a b b 2003267.00104.014.3=?==π 肋化系数: 63.14027 .03951 .0== = i of a a β 每米管长平均直径的表面积: m m d a m m 2 02983.020086.00104.014.3=?? ? ??+?==π (3)计算空气侧的干表面传热系数 ①空气的物性 空气的平均温度为 C t t t a a f ?=+=+= 172 1321221 空气在下C ?17的物性参数 3215.1m kg f =ρ ()K kg kJ c pf ?=1005 704.0=rf P s m v f 61048.14-?=

蒸发器冷凝器选型参数.doc

选型参数计算表 蒸发器简易选型 ( 仅供参考) 压缩机输 RT 104kcal/h 输入功率制冷量 KW 蒸发器片数 ( 冷冻水进 12°出 7°) 入功率备注 (kW)(COP3.33) (Hp) EATB25 EATB55 EATB85 小1 0.62 0.124 0.65 2.17 16 2°蒸发 1 0.7 0.2 2 0.75 2.5 18 2°蒸发 1.5 1.05 0.33 1.13 3.76 22 2°蒸发 2 1.4 0.4 3 1.50 5 26 2°蒸发 3 2.1 0.65 2.25 7.5 3 4 18 2°蒸发 4 2.8 0.86 3.00 10 44 22 2°蒸发 5 3.5 1.1 3.75 12.5 54 2 6 2°蒸发 6 4.2 1.29 4.50 15 30 2°蒸发 7 5 1.5 5.25 17.5 32 2°蒸发 8 5.7 1.7 6.00 20 36 2°蒸发 9 6.4 1.9 6.75 22.5 40 2°蒸发 10 7.1 2.1 7.50 25 46 2°蒸发 11 7.9 2.4 8.25 27.5 50 2°蒸发 12 8.5 2.6 9.00 30 56 36 2°蒸发 13 9.4 2.8 9.75 32.5 60 40 2°蒸发 14 10 3 10.50 35 64 42 2°蒸发 15 11 3.26 11.25 37.5 70 46 2°蒸发 16 11.3 3.44 12.00 40 74 48 2°蒸发 17 12.2 3.7 12.75 42.5 78 52 2°蒸发 18 12.7 3.87 13.50 45 84 56 2°蒸发 19 13.6 4.13 14.25 47.5 60 2°蒸发 20 14.2 4.3 15.00 50 64 2°蒸发 21 15 4.5 15.75 52.5 68 2°蒸发 22 15.6 4.7 16.50 55 74 2°蒸发 23 16.5 5 17.25 57.5 80 2°蒸发 24 17 5.16 18.00 60 84 2°蒸发 25 18 5.6 18.25 62.5 90 2°蒸发 26 20 6 19.00 65 98 2°蒸发 选型参数计算表

多效蒸发器设计计算

多效蒸发器设计计算 (一) 蒸发器的设计步骤 多效蒸发的计算一般采用迭代计算法 (1) 根据工艺要求及溶液的性质,确定蒸发的操作条件(如加热蒸汽压强 及冷凝器压强)、蒸发器的形式(升膜蒸发器、降膜蒸发器、强制循环 蒸发器、刮膜蒸发器)、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组成。 (3) 根据经验,假设蒸汽通过各效的压强降相等,估算各效溶液沸点和有 效总温差。 (4) 根据蒸发器的焓衡算,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), 直到所求得的各效传热面积相等(或满足预先给出的精度要求)为止。 (二) 蒸发器的计算方法 下面以三效并流加料的蒸发装置为例介绍多效蒸发的计算方法。 1.估值各效蒸发量和完成液组成 总蒸发量 (1-1) 在蒸发过程中,总蒸发量为各效蒸发量之和 W = W 1 + W 2 + … + W n (1-2) 任何一效中料液的组成为 (1-3) 一般情况下,各效蒸发量可按总政发来那个的平均值估算,即 (1-4) )110x x F W -=(n W W i =i i W W W F Fx x ---=210

对于并流操作的多效蒸发,因有自蒸发现象,课按如下比例进行估计。例如,三效W1:W2:W3=1:: (1-5) 以上各式中 W — 总蒸发量,kg/h ; W 1,W 2 ,… ,W n — 各效的蒸发量,kg/h ; F — 原料液流量,kg/h ; x 0, x 1,…, x n — 原料液及各效完成液的组成,质量分数。 2.估值各效溶液沸点及有效总温度差 欲求各效沸点温度,需假定压强,一般加热蒸汽压强和冷凝器中的压强(或末效压强)是给定的,其他各效压强可按各效间蒸汽压强降相等的假设来确定。即 (1-6) 式中 — 各效加热蒸汽压强与二次蒸汽压强之差,Pa ; — 第一效加热蒸汽的压强,Pa ; — 末效冷凝器中的二次蒸汽的压强,Pa 。 多效蒸发中的有效传热总温度差可用下式计算: (1-7) 式中 — 有效总温度差,为各效有效温度差之和,℃; — 第一效加热蒸汽的温度,℃; — 冷凝器操作压强下二次蒸汽的饱和温度,℃; — 总的温度差损失,为各效温度差损失之和,℃。 (1-8) 式中 — 由于溶液的蒸汽压下降而引起的温度差损失,℃; — 由于蒸发器中溶液的静压强而引起的温度差损失,℃; — 由于管路流体阻力产生压强降而引起的温度差损失,℃。 n p p p k '-=?1p ?1p k p '∑∑?-'-=?)(1k T T t ∑?t 1T k T '∑?∑∑∑∑?'''+?''+?'=??'?''?'''

蒸发器尺寸设计

蒸发器工艺尺寸计算 加热管的选择和管数的初步估计 1加热管的选择和管数的初步估计 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0.6—2m,但也有选用2m以上的管子。管子长度的选择应根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。根据我们的设计任务和溶液性质,我们选用以下的管子。 可根据经验我们选取:L=2M,38*2.5mm 可以根据加热管的规格与长度初步估计所需的管子数n’, =124(根) 式中S=----蒸发器的传热面积,m2,由前面的工艺计算决定(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循环管的选择 循环管的截面积是根据使循环阻力尽量减小的原则考虑的。我们选用的中央循环管式蒸发器的循环管截面积可取加热管总截面积的40%--100%。加热管的总截面积可按n’计算。循环管内径以D1表示,则 所以mm 对于加热面积较小的蒸发器,应去较大的百分数。选取管子的直径为:循环管管长与加热管管长相同为2m。 按上式计算出的D1后应从管规格表中选取的管径相近的标准管,只要n和n’相差不大。循环管的规格一次确定。循环管的管长与加热管相等,循环管的表面积不计入传热面积中。 3加热室直径及加热管数目的确定 加热室的内径取决于加热管和循环管的规格、数目及在管板撒谎能够的排列方式。 加热管在管板上的排列方式有三角形排列、正方形排列、同心圆排列。根据我们的数据表加以比较我们选用三角形排列式。

冷凝器换热面积计算方法

冷凝器换热面积计算方法 制冷量+压缩机电机功率/200~250=冷凝器换热面 例如:(3SS1-1500压缩机)CT=40℃:CE=-25℃压缩机制冷量=12527W+压缩机电机功率11250W=23777/230=风冷凝器换热面积103m2 水冷凝器换热面积与风冷凝器比例=概算1比18(103/18)=6m2 蒸发器的面积根据压缩机制冷量(蒸发温度℃×Δt相对湿度的休正系数查表)。 制冷量的计算方法 制冷量=温差×重量/时间×比热×设备维护机构 例如:有一个速冻库 1库温-35℃ 2速冻量1T/H 3时间2/H内 4速冻物质(鲜鱼) 5环境温度27℃ 6设备维护机构保温板 计算:62℃×1000/2/H×0.82×1.23=31266kcal/n 可以查压缩机蒸发温度CT=40CE-40℃制冷量=31266kcal/n 关于R410A和R22翅片管换热器回路数比的探讨晨怡热管(特灵亚洲研发中心上海200001)申广玉2008-6-15 20:10:07 摘要:通过理论计算得出了相同换热量和相同工况下,采用5/16″管径R410A蒸发器(或冷凝器)与采用3/8″管径R22蒸发器(或冷凝器)时回路数的比值,并指出比值是两工质物性差异和盘管的内径及当量摩擦阻力系数差异共同作用的结果。 关键词:R410A;回路数;蒸发器;冷凝器 中图分类号:TQ051 文献标识码: B

1前言 随着人类环保意识的提高,新冷媒技术的发展和应用已成为空调器发展的方向和关注的焦点。目前,国际上一致看好的R22替代物是混合工质R407C和R410A。其中R410A是HFC 32和HFC 125按照50%:50%的质量百分比组成的二元近共沸混合制冷剂,它的温度滑移不超过0.2℃(R407C温度滑移约7℃左右),这给制冷剂的充灌、设备的更换提供了很多方便。另外,由于R410A系统运行的蒸发压力和冷凝压力比R22高60%,所以系统性能对压力损失不敏感,每个回路工质循环流速可以加大,有利于换热器的强化换热,这为提高R410A系统的整体能效创造了有力条件。 正是由于R410A具有上述优点,在R22用量最大的单元式空调和热泵产品中,R410A是其首要的替代品。美国有望在2007年底将R410A产品在单元式空调的应用比例提高到80%,并在2009年底接近100%[1]。 但是R410A和R22物性存在着上述明显差异而不能在原R22系统中直接充注替代使用,应该对新的R410A 系统中的压缩机、蒸发器、冷凝器、节流机构和系统管路等部件重新设计才能达到系统的最佳匹配。本文仅以R410A和R22翅片管蒸发器和冷凝器的回路数相对比进行说明。 2R410A和R22翅片管蒸发器回路数比计算 目前常用的R22换热器一般采用的是3/8″内螺纹管,R410A换热器一般采用的是5/16″内螺纹。无特殊说明,所述的R410A和R22换热器即分别指这两种结构的换热器。 无论采用何种工质,在设计蒸发器时,一般均要保证工质在蒸发器中的饱和温度降ΔT相同,即:

ASPEN Plus 例题-单效蒸发器

ASPEN Plus 介绍 单效蒸发器 练习1: 单效蒸发器 (沸点不升高) 这个练习解决问题 8.4-12 (Geankoplis):在一个单效蒸发器中,将进料为10000 lb/h 浓度为15 wt%的蔗糖水溶液提浓到30 wt%,如下图。使用的饱和蒸汽为240 o F ,蒸发器中蒸汽压力为1 atm (绝压)。总的传热系数为 350 btu/h ft 2 o F. 计算蒸汽用量和所需面积。 创建流程 利用 Aspen 的Help 菜单找到表示蒸发过程的合适的设备。 Help 菜单指导我们使用 Flash 2 (在ASPEN 主窗口下方的“Separator ” 条中)。到屏幕下方选择 Separator>Flash2; 移动指针点击鼠标左键将单元或称“块”放置在Aspen 窗口中。

注意:可以完成同样的分离任务的设备可能不止一种,有一些的应用更为简单。如果你发现选用的设备要求输入的条件超过你掌握的,你可以试试换一种简单的设备模型。 通过选择“material streams”按钮添可以在流程上加物料流。进料物流可以从屏幕空白处一直拉到设备的进口端,产品物流可以从出口端一直拉到屏幕空白处。 放置了块和物流后,可以通过点击鼠标右键对它们进行删除、重命名和重新连接。 流程图绘制完成后,就要对每股物流输入过程数据。 输入过程数据 (在窗口上部的Data 菜单中) Setup – (给定问题的一般信息) 在适当的地方给问题命名并指定英制单位。 注意: 点击数据浏览器右上角的蓝色带箭头的按钮(NEXT按钮),系统会指导你有步骤的输入过程参数,强烈推荐这样作!!! Components – (在这里你要列举所有参与过程的化学组分) T在 Component Name栏键入“sucrose”(蔗糖)或在formula 栏键入“C12H22O11”。你还必须给蔗糖一个“Component ID”…一个将在所有输出表格用于表示这种物质的昵称。在另一行定义 water(水)。

满液式蒸发器的设计

满液式蒸发器的设计

3满液式蒸发器的设计 3.1制冷剂流量的确定 制冷剂压焓图: P h 图3.1 由蒸发温度50=t ℃,40=k t ℃,5=g t ℃,根据文献1《制冷原理及设备》附表13(P 341)和附图5(P 373)查得: 1407.143/(.)h kJ kg K =,)./(050.4302K kg kJ h =,)./(686.24943K kg kJ h h == )./(963.242, 4,3K kg kJ h h ==,kg m /103556.40331-?=ν,kg m /109876.17332-?=νkg m /1088392.0333-?=ν, kg m /100003.933,4-?=ν 单位制冷量: )./(180.164963.242143.407, 410K kg kJ h h q =-=-=(P 31) (3.1) 制冷剂流量: 00700.4263/164.180 m Q q kg s q = == (P 31) (3.2) 3.2载冷剂流量的确定 3301270 3.343610/()1000 4.1875 vs p s s Q q m s c t t ρ-= ==?-?? (P 246) (3.3) 3.3传热管的确定 选用φ10×1低螺纹铜管,取水流速度s m u /2.1=,则每流程的管子数Z t k t 43 2 1 3 4

为 3 226 44 3.34361055.463.14(102)10 1.2 vs i q Z d u π--??===?-??根 (3.4) 圆整后,Z=56根。 实际水流速度 3 226 44 3.343610 1.1884/ 1.2/3.14(102)1056vs i q u m s m s d Z π--??===≈?-?? (3.5) 3.4管程与有效管长 假定热流密度q=6600W /m 2,则所需的传热面积 3 20701010.616600 k Q F m q ?=== (3.6) 管子与管子有效长度的乘积 0010.61 6.033.140.0156 c F NI m d Z π= ==?? (3.7) 采用管子成正三角形排列的布置方案,管距s=14mm,对不同流程数N ,有效单管长c l ,总根数NZ,壳体直径D 及长径比D l c /进行组合计算,组合计算结果如表3.1所示: 表3.1组合计算结果 N NZ ) (m l c ) (m D D l c / 2 112 3.02 0.12 25.17 4 224 1.51 0.16 9.44 6 336 1.01 0.18 5.61 8 448 0.75 0.20 3.75 表3.1不同流程数N 对应的管长c l 及D l c / 从D 及D l c /值看, 4流程是可取的。

单效降膜式蒸发器的设计

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 目录

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 2.2 热量衡算 2.3 传热面积计算 2.4 计算结果列表 3.蒸发器主体工艺设计 3.1 加热管的选择和管数的初步估计 3.1.1 加热管的选择和管数的初步估计 3.1.2 循环管的选择 3.1.3 加热室直径的确定 3.1.4 分离室直径与高度的确定 3.2 接管尺寸的确定 3.3 进料方式及加热管排布方式的确定 3.3.1进料方式的确定 3.3.2加热管排布方式的确定 3.4 仪表、视镜与人孔的确定 3.5 蒸发器主要部件规格列表 4.蒸发装置的辅助设备 4.1 气液分离器 4.2 蒸汽冷凝器 5.结语 致谢 附表 参考文献

任务书一、设计意义

二、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。计算的主要项目有: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根据蒸发器的焓衡算,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。 43028*10*10*0.542735/300*24*0.13 X 13% W F*142735*131624/X 50% F kg h kg h ===-=-=蒸发水量:()()(2)溶液沸点和有效温度差的确定 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: 单效蒸发中的有效传热总温度差可用下式计算:

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