【導(dǎo)讀】節(jié)能，對(duì)于三效蒸發(fā)節(jié)能方向一直都在不斷改進(jìn)，同時(shí)也提高其經(jīng)濟(jì)效益。擇此課題希望能進(jìn)一步改進(jìn)三效蒸發(fā)的工作效率，是企業(yè)能夠得到更多收益。國家化工領(lǐng)域起著極其重要的作用。本課題主要是研究三效錯(cuò)流濃縮系統(tǒng)在處理鮮牛。蒸發(fā)系統(tǒng)不僅要滿足設(shè)計(jì)任務(wù)要求，而且從結(jié)構(gòu)的安全性方面，必須充。的因素，本設(shè)計(jì)采用了三效降膜并流蒸發(fā)系統(tǒng)。確定設(shè)備各個(gè)進(jìn)出口的溫度后，對(duì)各。效進(jìn)行了物料和熱量衡算，從而進(jìn)行了設(shè)備的計(jì)算與選型。器、冷凝器、熱壓泵、離心泵等的計(jì)算和選型。

　　

【正文】 ?? 不銹鋼管，則預(yù)熱盤管長為： 33 4 .2 6 4 6 .83 .1 4 0 .0 2 9iALmd?? ? ?? 三效預(yù)熱盤管內(nèi)徑為： 3 ? ，則盤管圈數(shù)為： 3334 6 .8 303 .1 4 0 .5Ln D?? ? ??圈 高度： 3 3 30 n d m? ? ? ? ? ? 傳熱量： 1 3 6 0 4 4( ) ( )sQ F W W h h? ? ? ? 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 ( 4 6 6 6 . 7 1 8 1 3 . 2 7 8 2 1 . 7 3 ) ( 2 5 1 . 2 1 1 8 4 . 2 2 )? ? ? ? ? KJ h? ? 對(duì)數(shù)平均溫差： 70sT? ℃ 44t進(jìn) ＝ ℃ 60t出 ＝ ℃ 1 70 44 26st T t? ? ? ? ? ?進(jìn) ℃ 2 70 60 10st T t? ? ? ? ? ?出 ℃ 12122 6 1 0 1 6 . 726lnln 10msttt tt? ? ? ?? ? ? ???℃ 傳熱面積： 23 7 .8 1 .61 .4 1 6 .7ssmsQAmKt? ? ??? 選用 ?? 不銹鋼管，則預(yù)熱盤管長為： 1 .6 1 7 .63 .1 4 0 .0 2 9ssiALmd?? ? ?? 三效預(yù)熱盤管內(nèi)徑為： ? ，則盤管圈數(shù)為： 1 7 .6 123 .1 4 0 .5sssLn D?? ? ??圈 高度： 12 n d m? ? ? ? ? ? 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 圖 4－ 4 一效蒸發(fā)罐 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 分離器直徑和高度的設(shè)計(jì) 采用近似比例法，該法是根據(jù)下列公式計(jì)算分離器內(nèi)徑 zD [6] dfz RVD ? 式中： fV —— 氣體所夾帶的液體量 dR —— 速度比，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)一般取 fVVVLsV??? ?? 式中： sV —— 操作時(shí)單位時(shí)間蒸發(fā)的二次蒸汽體積， sm3 L? —— 3/ 7 770 mKg，C 時(shí)牛奶的密度? V? —— 70 3/1 9 7 mKg，C 時(shí)飽和水蒸汽的密度? 1 1 8 1 3 .2 7 2 .5 50 .1 9 7 9 3 6 0 0sVWV ?? ? ??sm/3 所以： fV 2 .5 5 0 .0 49 7 7 .8 0 .1 9 7 90 .1 9 7 9sLVVV???? ? ???sm/3 0 . 0 4 1 . 30 . 0 5 4 1 0 . 0 5 4 1 0 . 4 4fzdVD R= = =180。m 分離器的高徑比： ?zDH 所以 1 .4 1 .4 1 .3 1 .8 2zH D m= = ? 一效分離器示意圖 4－ 5 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 圖 4－ 5 一效分離器 殺菌器計(jì)算 CmKWK ??2/＝殺 ℃105?T 70t進(jìn) ＝ ℃ ℃＝出 92t 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 傳熱量： 92 70()Q F h h?? 4 6 6 6 .7 ( 3 8 5 .1 9 2 9 3 .0 8 )? ? ? /KJ h? ? 對(duì)數(shù)平均溫差： 105T ? ℃ 0t進(jìn) ＝ 7℃ 92t出 ＝ ℃ 11 1 0 5 7 0 3 5t T t? ? ? ? ? ?進(jìn) ℃ ℃出 13921 0 512 ?????? tTt 12123 5 1 3 2 2 . 235lnln 13mttt tt? ? ? ?? ? ? ???℃ 傳熱面積： 21 1 9 . 4 3 . 8 41 . 4 2 2 . 2mQAmKt? ? ??? 選用 ?? 不銹鋼管，則管長為： 3 . 8 4 3 4 . 9 43 . 1 4 0 . 0 3 5ALmd?? ? ?? 取管數(shù)為 7，則殺菌器的高度為： ?? 殺菌器布管示意圖 4－ 6 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 圖 4— 6 殺菌器布管 確定殺菌器直徑： 管間距： mmdt 0 ???? 管殼距： mmdt 0 ???? 取殺菌器內(nèi)徑為： 230ND mm? 壁厚： mmS 5? 保溫管的設(shè)計(jì) 從殺菌器出來的牛奶 ，溫度為 C?92 ，經(jīng)保溫管內(nèi)保溫 24秒，從而達(dá)到殺菌的目的。牛奶的質(zhì)量流量為 h ，密度為 mkg? 。 則體積流量為： 33346 66 .7 6 1036 00 36 00 3 10QV m s? ?? ? ? ??? 取保溫管的管長為 8m 則牛奶流速為： 8 0 .3 324L mst? ? ? ? 則保溫管其面積為： 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 3 6 10 3VAmv ? ??? ? ? ? 根據(jù) 34 4 3 . 8 1 0 6 9 . 63 . 1 4Ad m m????? ? ? 即 :保溫管內(nèi)徑為 70mm 所以： 取管子規(guī)格為 76 3??的不銹鋼管作保溫管。 熱能壓縮泵的設(shè)計(jì) 熱壓泵如圖所示 圖 4－ 7 熱壓泵 熱壓泵的噴射系數(shù) ?? 由熱量衡算和物料衡算可知，熱壓泵的工作蒸汽消耗量 kg h? 拉伐爾噴嘴的計(jì)算 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 0 ( )Gd mmP? 式中： G —— 工作蒸汽量（高壓引射蒸汽）（ hkg ） P —— 工作蒸汽的絕壓（ 2cmkgf ） 0d —— 計(jì)算到小數(shù)點(diǎn)后二位 aMPcmkgf 0 9 8 0 2 ? 所以： cmk gfMP a ? 0 8 6 5 .2 71 .5 7 1 6 .1 78 .1 5 7 4d m m?? 取圓整得： 0 17d mm? 喉部長度一般取 mm5~3 ，本次設(shè)計(jì)為了降低磨損，取 mm5 。 1d 1 02 .0 1 5 ( )Gd mmh??? 式中 ： G —— 工作蒸汽量（高壓引射蒸汽）（ hkg ） ?? —— 高壓引射蒸汽絕熱 膨脹到汁汽壓力時(shí)的比容（ kgm3 ） 0h —— 高壓引射蒸汽絕熱膨脹到汁汽壓力時(shí)的焓差（ kgKcal ） 一效汁汽溫度為 C?70 ，所以汁汽密度為： mkg?? kgm 11 ???? ?? 01 1 4 2 /h h Kc al kg?? 所以： 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 1 8 6 5 . 2 7 5 . 0 5 32 . 0 1 5 3 8 . 6142d m m??? 取圓整得： 1 40d mm? 口直徑 211. 55 ( 1 ) 1. 55 38 .6 ( 1 1. 16 ) 12 9. 2d d m m?? ? ? ? ? ? ? 取圓整得： 2 130d mm? 5. 噴嘴長 1l 入口角度為 ?60 ，錐角取 ?10 噴嘴長 1l ： 101 0 5 mmtg? ?? ? ? 取圓整得： 1 130l mm? 泵體的基本尺寸 3d 混＋P GGd ? 式中 ： G —— 高壓引射蒸汽量 hKg/ zG —— 吸入低壓汁汽量 hKg/ 混P —— 混合汽的背壓 2/cmKgf 283 5 4 cmk gfPP ?＝混 帶入數(shù)值得： 3 18411 . 6 1 . 6 9 2 . 80 . 5 4 7zGGd m mP? ? ?混＋ 取圓整得： 3 95d mm? 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 33 cL 泵體混合室長度是指從噴嘴出口到泵體喉部的距離，此長度直接影響 ? 值和混合汽的背壓 [5]。當(dāng) L 過長時(shí)射流面積增加，混合室汽量增多，容易引起汁汽倒灌入熱壓泵中，不能正常工作，背 壓不能滿足要求，當(dāng) L 過短時(shí)，蒸汽射流短，造成混合汽量不足，影響到蒸汽量的消耗。 ?? 時(shí) 110 . 3 7 0 . 3 7 1 . 1 6 3 8 . 6 1 4 9 . 14 . 4 0 . 0 9 4 . 4 0 . 0 9cL d m m???? ? ? ? ??? 取圓整得： 1 150cl mm? 如果泵體喉部直徑 3d 2d? 時(shí)，即為所計(jì)算的 cc LL ?1 ，如果泵體的喉部直徑3d 2d? 時(shí)，即為所計(jì)算的 21 ccc LLL ?? ，由計(jì)算結(jié)果可知 3d 2d? ，所以 21 ccc LLL ?? ?tgddLc 2 322 ?? 式中： ? —— 混合室錐形母線與水平線的夾角， ???? 326? 所以： 2 m mtg?? ? ＝ 取圓整得： 2 350cL mm? 12 150 350 500c c cL L L m m? ? ? ? ? 喉部為圓柱形，長度為 L=（ 4~8） 3d ， 取 36 6 95 570L d mm? ? ?＝ d 混合室錐角為 ?6 ，其入口直徑按其與拉伐爾噴嘴所構(gòu)成的環(huán)形空間截面積應(yīng)等于汁汽吸入管的截面積，從而使汽速變化不大，依此確定混 合室入口直徑 d 。 3 3 6 0 6 2 9 2 . 8 1 8 . 8 6 4 1 1 1 . 6 6 4d d tg m m? ? ? ? ? ? 取圓整得： 115d mm? 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 34 擴(kuò)壓室的設(shè)計(jì)計(jì)算 擴(kuò)壓角為 ?9 ，出口直徑 4d 按汽速為 40 sm/ 來確定 4 1 8 4 1 3 . 0 41 8 . 8 1 8 . 8 2 2 2 . 440Gd m mV ? ?? ? ? ?混 混混 式中： 混V —— 速度 sm/40 kgm，C 383 2 9 0 1183—— ??? ?? 其值為時(shí)的汁汽比容混 1 1841G D kg h??混 取圓整得： 4 225d mm? 預(yù)熱器的設(shè)計(jì) )/( 2 CmKWK ??＝預(yù) 擬定將 C?5 的鮮奶經(jīng)預(yù)熱器預(yù)熱至 C?38 ，使用 C?44 的三效汁汽提供熱源，以充分利用熱能。 傳熱量： 38 5()Q F h h?? 4 6 6 6 .7 (1 5 9 .1 4 2 0 .9 4 )? ? ? KJ h? ? 對(duì)數(shù)平均溫差： ℃44?T ℃＝進(jìn) 5t 38t出 ＝ ℃ ℃進(jìn) 395441 ?????? tTt 2 44 38 6t T t? ? ? ? ? ?出 ℃ 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 35 12123 9 6 1 7 . 639lnln 6mttt tt? ? ? ?? ? ? ???℃ 傳熱面積： 21 7 9 .1 5 7 .2 71 .4 1 7 .6mQAmKt? ? ??? 選用 ?? 不銹鋼管，則預(yù)熱器管長為： 7 . 2 7 7 2 . 3 53 . 1 4 0 . 0 3 2ALmd?? ? ?? 采用雙層盤管，內(nèi)徑取 ，外徑取 。 12( ) d d m???? ( )n ????? 圈 所以分別取 17n? 圈。 取預(yù)熱器直徑為 mm1000 ，壁厚取為 mm4 。選取 mmDN 1000? ， 4mm?? 的標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭作為上下封頭，其曲面高度為 mm250 ，直邊高度為 mm25 ，封頭以焊接方式與預(yù)熱器的筒體連接。 取節(jié)距取為 mm50 ，則預(yù)熱器的高度為： 5 0 (1 7 1 ) 2 5 8 2 5h m m? ? ? ? ? 所以 8 2 5 2 ( 2 5 0 2 5 ) 1 3 7 5H m m? ? ? ? ? 取預(yù)熱器高為 1400mm。 管路設(shè)計(jì)計(jì)算 蒸汽矩形管道設(shè)計(jì) 根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，此矩形通道之高徑比為 2∶ 1 最好，即： ab 2? ，取汽速為 sm30 1 7 /W Kg h? 370 mkg?? 21701 8 1 3 . 2 7 0 . 0 8 53 6 0 0 3 6 0 0 0 . 1 9 7 9 3 0WAm??? ? ???1 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 36 則由 111 baA? 211 2aA? 則 1 206a mm? 1 412b mm? 2 865 /W Kg h? 357 mkg?? 2257865 0 . 0 7 03 6 0 0 3 6 0 0 0 . 1 1 4 6 3 0WAm??? ?