【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 =+……………………… ...........................… .… （ 2） 又 W1+W2 =…………………………………… .………( 3) 聯(lián)解式 (1)至式 (3)，得 ： D1=W1=（ ４ ） 蒸發(fā)器傳熱面積計(jì)算 Q1=D1r1= 3600 ?? = 106 W Δt 1=T1 t1==18℃ S1= 111tKQ? = 6?? = m2 Q2=W1r1＇ = 360 0 100 0228 4 ?? = 106 W Δt 2=T2 t2=T1＇－ t2==22℃ S2= 222QKt? = 22850 6?? =260 m2 23 誤差 為 1－ S2S1 =1－ = 誤差 計(jì)算結(jié)果合理，取平均傳熱面積 S=S1+ S22 = m2。 2 9 計(jì)算結(jié)果列表 效 數(shù) Ⅰ 效 Ⅱ 效 冷凝器 加熱蒸氣溫度Ti, ℃ 85. 6 操 作 壓 力Pi’,KPa 60 10 10 溶液溫度 ( 沸點(diǎn) )ti, ℃ t1=℃ t2=℃ 完 成 液 濃 度ix ,% 17 46 蒸發(fā)量 Wi,Kg/h W1=蒸 汽 消 耗 量D,kg/h D1=傳 熱 面 積Si ,m2 S1= m2 S2=260 m2 三 、 蒸發(fā)器的主要結(jié)構(gòu)尺寸的計(jì)算 （ 1） 加熱管的選擇和 加熱 管數(shù)的初步估 算 S=S 原 = = 24 本設(shè)計(jì)選用Φ =38mm 的無(wú)縫鋼管 加熱管數(shù)由下式計(jì)算 所需管子數(shù) n = )(dS0 ?? 其中 S— 蒸發(fā)器的傳熱面積， m2，由前面的工藝計(jì)算決定 d0— 加熱管外徑， m L— 加熱管長(zhǎng)度， m，取 L=9m,d0=38mm 有 n = )(dS0 ?? =)( 3 ????=298 根 ( 2 ) 加熱室直徑及加熱管數(shù)目的確定 設(shè)計(jì)： 加熱管 按正三角形排列， 取管心距 t=48mm (加熱管外徑d0=38mm 所對(duì)應(yīng)的 ),管束中心在線管數(shù) : nc= n = 298 =19 根 （ 正三角形排列 ） 加熱室內(nèi)徑 Di=t(nc 1)+2b＇ 采用脹管法，取 b＇ = ， b＇ = 38=57mm 故 加熱室內(nèi)徑 Di=48 (191) +2 57 =978mm 圓整后，取 加熱室直徑 Di=1000mm ( 3 ) 分離室直徑和高度的確定 分 離 室的體積 V=UW?3600 其中 W 為某效蒸發(fā)器的二次蒸氣流量， kg/h ρ 為某效蒸發(fā)器的二次蒸氣的密度， kg/m3 U 為蒸氣體積強(qiáng)度，一般允許值為 — m3/（ m3s ） ， 通常是末效體積最大，為保持各效蒸發(fā)室的尺寸一致，以末效體積計(jì)算現(xiàn)取 U= m3/（ m3s ） 。 25 查各壓強(qiáng)下蒸汽的密度為 ρ 1=， ρ 2=故 U1= m3/（ m3s ） ， W1=， ρ 1=則有 V1= W13600ρ u = ??= U2= m3/（ m3s ） ， W2= kg/h ， ρ 2=則有 V2= W23600 ρ 2u = ??= m3 取 V= V2= m3 現(xiàn)取 蒸發(fā)室 直徑與加熱室 根據(jù) 分離室高度 H 與直徑 D 的關(guān)系：V=4? D2H ，取 H= 求出 D= ??= 高徑比 H/D= =,在 1～ 2 的范圍內(nèi)，可以接受 . (4 ) 接管尺寸的確定 流體進(jìn)出口的內(nèi)徑按 d= uVs4? 計(jì)算 ４ .１ 溶液進(jìn)出口，因?yàn)榈谝恍У牧髁孔畲?，所以取其為?jì)算量 于并流加料的三效蒸發(fā)，第一效溶液流量最大，若各效設(shè)備尺寸一致的話，根據(jù)第一效溶液流量確定接管。 本設(shè)計(jì)溶液 按蔗糖計(jì)算，查得11% 的溶液密度為 ρ 0= kg/m3 ，故：Vs1= ?3600F = 3600/180003 ?? m3/s 因?yàn)槠淞鲃?dòng)為強(qiáng)制流動(dòng)， u = m/s,所以 取流體的流速為； 26 mV 10 ????? ? 所以取ф 95X5mm 規(guī)格管。 ４ .２ 加 熱蒸汽進(jìn)口，二次蒸氣出口， 又蒸汽進(jìn)入時(shí) P1=35kPa,得 ρ 1=，則 其中 Vs 為流體的體積流量 ： Vs2=113600?W = 51 36 00/ 54 ?m3/s u 為流體的流速 30m/s，計(jì)算出 d1= ????m 取管為 mm165 3 0 ?? ４ .３ 冷凝水出口，取 D1=，則 Vs3=?36001D= 3600/ ??? m3/s 按自然流動(dòng)的液體計(jì)算， u=— m/s,取 u=則計(jì)算出 d2= ????m ， 取管 mm7168?? 。 四 . 蒸發(fā)裝置的輔助設(shè)備的選用計(jì)算 氣液分離器 .１ 本設(shè)計(jì)采用的是慣性式除沫器，其主要作用是為了防止損失有用的產(chǎn)品或防止污染冷凝液體。 其性能參數(shù)如表 捕捉霧滴的直徑 壓力降 分離效率 氣速 27 范圍 50μm 196～ 588KPa 85～ 90％ 常壓 12～25m/s， 減壓 25m/s .２ 分離器的選型 由 D0?D 1, D1： D2： D3： =1： ： , H=D3 , h=（ ～） D1 其中 D0－二次蒸汽的管徑， m D1－除沫器內(nèi)管的直徑， m D2－除沫器外管的直徑， m D3－除沫器外殼的直徑， m H－除沫器的總高度， m h－除沫器的內(nèi)管頂部與器頂?shù)木嚯x， m mVD S ???? ??? ? 所以 D1= D0=0. 30m D2= D3= H= D3= h== 蒸汽冷凝器的選型設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)采用的是多層孔板式蒸汽冷凝器，其性能參數(shù)如表 表 多層孔板式蒸汽冷凝器性能參數(shù)表 水氣接觸 壓強(qiáng) 塔徑范圍 結(jié)構(gòu)與要求 水量 28 面積大 1067 ～ 2021Pa 大小均可 較簡(jiǎn)單 較大 .１ 冷卻水量的確定 查多孔板冷凝器的性能曲線得 10kPa 的進(jìn)口蒸汽壓力，冷卻水進(jìn)口溫度 20℃ ,1m3冷卻水可冷卻蒸汽量為 X=30Kg，得 VL= 130 40 ?Kg/h 與實(shí)際數(shù)據(jù)比， VL偏小，故應(yīng)取 VL＇ = VL=。 .２ 冷凝器的直徑：取二次蒸汽的流速 u=15m/s 則 D= mW V 6 7 9 3600 ??????? ? .３ 淋水板的設(shè)計(jì) 因?yàn)?D500mm,取淋水板 8 塊 淋水板間距以經(jīng)驗(yàn)公式 Ln+1= 計(jì)算，取 L 末 = 即 L7=： L6= 7 ??L , L5= 6 ??L , L4= 5 ??L , L3= 4 ??L , L2= 3 ??L , L1= 2 ??L L0= 1 ??L 弓型淋水板的寬度 B‘ == =1160mm B=+50= 1450+50=775mm 其中 B‘ 為最上面的一塊板， B 為其它板 淋水板堰高 h, 取 h=50mm 淋水板孔徑 冷卻水循環(huán)使用，取 8mm 29 淋水板孔數(shù) 淋水孔流速 u0= gh2?? 其中 η 淋水孔的阻力系數(shù)， η= ～ ? 水孔收縮系數(shù)， Ψ= ～ h淋水板堰高 ,m 取 η= ? = 計(jì)算 u0= s/ ??? 孔數(shù) n= 1 6 7 0 0 6 0 0 4 1ud43 6 0 0 2o2 ?????? ??LV個(gè) 考 慮 到 長(zhǎng) 期 操 作 時(shí) 易 造 成 孔 的 堵 塞 ， 取 最 上 層 孔 數(shù) 為= 1670=1920 個(gè)，其它各板孔數(shù)應(yīng)加大 5% ，即= 1670=1754 個(gè) 淋水孔采用正三角形排列。 五 .雙 效 并流 設(shè)備 結(jié)構(gòu)尺寸確定 表 氣液分離器結(jié)構(gòu)尺寸的確定 氣壓分離器主要結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)尺寸 除沫器內(nèi)管的直徑 300 mm 除沫器外罩管的直 徑 450 mm 除沫器外殼的直徑 除沫器內(nèi)管頂部與器頂?shù)木嚯x 600mm 120 mm 表 蒸發(fā)器的主要結(jié)構(gòu)尺寸的確定 30 加熱管主要結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)尺寸 加熱管（無(wú)縫鋼管）管徑規(guī)格 Φ 38 mm 加熱管（無(wú)縫鋼管）長(zhǎng)度 9 m 加熱管（無(wú)縫鋼管 )管數(shù) 298 加熱室內(nèi)徑 1000 mm 分離室直徑 2230 mm 分離室高度 4200 mm 溶液進(jìn)出口管徑 Φ 955 mm 加熱蒸氣進(jìn)出口與二次蒸氣出口管徑 Φ 530 16mm 冷凝水出口管徑 Φ1 68 7mm 表 蒸汽冷凝器主要結(jié)構(gòu)的確定 蒸氣冷凝器主要結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)尺寸 蒸汽冷凝器類(lèi)型 多層多孔式冷凝器 冷卻水量 冷凝器的直徑 1450 mm 淋水板數(shù) 7 淋水板間距 L1 1240mm 淋水板間距 L2 870 mm 淋水板間距 L3 610 mm 淋水板間距 L4 430 mm 淋水板間距 L5 300 mm 31 淋水板間距 L6 210 mm 弓形淋水板的寬度 1160 mm 淋水板堰高 50 mm 淋水板孔徑 8 mm 淋水板孔數(shù) 1754 六 . 本次化工設(shè)計(jì) 附圖 6 1 工藝流程圖 慣性捕集器 )(T11PD 00,t, xF 11,xt 22,xt 3D 雙效蒸發(fā)果汁濃縮工藝流程圖流程圖 32 5612437821332( 2)( 1)132 一效蒸發(fā)器簡(jiǎn)圖 車(chē)間設(shè)備圖樣 33 七 . 設(shè)計(jì)總結(jié) 對(duì)于化工 原理課程設(shè)計(jì)這個(gè)課程，我起初并不是十分了解， 化工課程 上課次數(shù)雖然 很多 ，但通過(guò)上課，我大概知道是要做些什么事情。然而通過(guò)自己親自動(dòng)手完成這份設(shè)計(jì)書(shū)讓我更深入的了解了什么是化工原理課程設(shè)計(jì)。 這次我做的是 二 效蒸發(fā)裝置的設(shè)計(jì)，在這個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，我遇到了許多以前沒(méi)有掌握扎實(shí)的知識(shí)，比如說(shuō)溫度差的計(jì)算、熱量衡算式的公式及怎樣根據(jù)自己所算出的數(shù)字找相應(yīng)合適的加熱管數(shù)目和尺寸、加熱室直徑等等。通過(guò)這次設(shè)計(jì)讓我鞏固了許多的知識(shí)，同時(shí)讓我獲得了許多難于培養(yǎng)的品行。 通過(guò)做計(jì)算，使我做事更加細(xì)心認(rèn)真了；通過(guò)畫(huà)圖，使我做事更加 耐心刻苦；通過(guò)寫(xiě)字，使我更加堅(jiān)定、更加有決心；通過(guò)查閱各種不同的文獻(xiàn)，使我更加的認(rèn)識(shí)到原來(lái)知識(shí)是無(wú)窮無(wú)盡的。 34 通過(guò)此次化工原理課程設(shè)計(jì)，使我進(jìn)一步學(xué)習(xí)化工設(shè)計(jì)知識(shí)，培養(yǎng)化工設(shè)計(jì)能力。 經(jīng)過(guò)化工原理課程設(shè)計(jì)，使我們運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，聯(lián)系化工生產(chǎn)的實(shí)際，完成化工單元操作為主的化工設(shè)計(jì)實(shí)踐。經(jīng)過(guò)這一實(shí)踐，使我們掌握了化工單元操作設(shè)計(jì)的基本程序和方法，還培養(yǎng)了我們熟悉查閱資料及國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的能力；準(zhǔn)確選用公式和數(shù)據(jù)，運(yùn)用簡(jiǎn)結(jié)文字和工程語(yǔ)言正確表達(dá)設(shè)計(jì)思想。從而培養(yǎng)我們自主實(shí)踐，實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和正確的經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)。提高 了我們應(yīng)用綜合知識(shí)，獨(dú)立解決問(wèn)題的能力 不僅如此，在我完成這份設(shè)計(jì)書(shū)的時(shí)候，內(nèi)心充滿了感謝。感謝老師以前的教導(dǎo)，讓我有了基礎(chǔ)，感謝我們的指導(dǎo)老師 —— 謝毅 老師耐心的指導(dǎo)我們， 感謝圖書(shū)館中豐富的資料 ，感謝網(wǎng)絡(luò)為我們提供了廣大的知識(shí)平臺(tái)。 由于設(shè)計(jì)者本人的能力有限，設(shè)計(jì)不可避免存在不足之處，在此希望老師們的批評(píng)指導(dǎo)。 35 八 .參考文獻(xiàn) [1] 賈紹義 ,柴誠(chéng)敬 . 化工原理課程設(shè)計(jì) [M]. 天津 :天津大學(xué)出版社 , 2021. 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