【正文】 尺寸加熱室傳熱面積S /m2中央循環(huán)管直徑D2/mm Φ40010管板直徑D1/mm Φ110014加熱管根數(shù)208管間距t/mm54加熱管長度L/m加熱管直徑/mm Φ423蒸發(fā)室直徑D3/mm Φ110014 高度H/m各種接管進(jìn)料管直徑d1/mm Φ54ⅹ3出料管直徑d1/mm Φ54ⅹ3二次蒸汽出口管直徑d2/mm Φ1805冷凝水出口管直徑d3/mm Φ383生蒸汽進(jìn)口管直徑d4/mm Φ1274第 三 部 分 輔助設(shè)備的選擇蒸發(fā)裝置的輔助沒備主要有：氣液分離器、蒸汽冷凝器、真空系統(tǒng)（氣液分離器 除去蒸汽中所夾帶的液滴。 由于填料式除霧器的比表面積大，且效率高，所以選用填料式除沫設(shè)備。（蒸汽冷凝器 冷凝最后一效出來的二次蒸汽 選用工業(yè)使用最多的干式逆流高位冷凝器作為蒸汽冷凝設(shè)計計算基礎(chǔ)。 （真空系統(tǒng) 維持最后一效真空度為680—710mmHg為宜 由于本設(shè)計最后一效真空度為635mmHg，要求并不高，但為了安全起見，選用一般的水噴射真空泵（600—650mmHg）。第 四 部 分設(shè)計過程分析討論：本次課程設(shè)計了四效蒸發(fā)器，蒸發(fā)器各效的操作壓強(qiáng)依次降低，各效的加熱蒸汽溫度及溶液的沸點(diǎn)也依次降低，所以提供的新鮮加熱蒸汽壓強(qiáng)較高，這些特點(diǎn)在設(shè)計過程中得到的結(jié)果可以得到驗(yàn)證。并流加料蒸發(fā)操作流程設(shè)計相對比較簡單，四效并流加料流程由四個蒸發(fā)器構(gòu)成，并流的特點(diǎn)決定了其不需要另外用泵，而且會產(chǎn)生自蒸發(fā)，效率較高的優(yōu)點(diǎn)。但是在實(shí)際生產(chǎn)過程中由于溶液組成逐漸升高，溫度卻降低，導(dǎo)致傳熱系數(shù)逐漸下降，從得到的數(shù)據(jù)可以看出這種情況在后二效中尤為嚴(yán)重。在蒸發(fā)操作中，為保證傳熱的正常進(jìn)行，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，必須確保各效有效溫度差△ti不得少于57℃，因?yàn)楫?dāng)有效溫差小于5℃時，有可能使蒸發(fā)過程無法進(jìn)行，大于57℃時，則可以維持料液在泡狀沸騰階段。本次設(shè)計初次計算所得的各效有效溫度差△ti符合要求。在進(jìn)行傳熱面積的衡算時，各效傳熱系數(shù) K值的取值要特別注意，尤其是前兩效求得的K值可能沒有落在經(jīng)驗(yàn)數(shù)值范圍內(nèi)，此時需在經(jīng)驗(yàn)數(shù)值范圍內(nèi)取一K值來取代第一次通過經(jīng)驗(yàn)公式計算得到的傳熱系數(shù)值。各效的各個參數(shù)多數(shù)是由查表或經(jīng)驗(yàn)值得來，也有的是通過經(jīng)驗(yàn)公式計算得到，而一些結(jié)構(gòu)的選取也是為了簡化設(shè)備，故與實(shí)際多少有出入，采用這種方法可以抵消部分誤差。在進(jìn)行各效溫度差損失的計算時，從計算結(jié)果可以看出各效溫度差損失逐級增大，蒸發(fā)強(qiáng)度隨之增大。越到后效溫度差損失越大，這種溫度差損失來源于溶液蒸汽壓下降和管內(nèi)液柱靜壓強(qiáng)，這種現(xiàn)象可能與后效壓強(qiáng)和溫度逐漸降低有關(guān)。在后效的計算中為了保證有足夠的傳熱所需的有效溫度差，因而采用高真空度的四效蒸發(fā)，這樣糖汁便在溫度較低的情況下進(jìn)行蒸發(fā)，因而可減少蔗糖的轉(zhuǎn)化和焦化，以及還原糖的分解等不利的影響。在設(shè)計蒸發(fā)器時，第一次估算所得的各效蒸發(fā)量W是按比例分配所得，且后效的W值均比前一效的高，但是后面兩次計算的前三效的二次蒸汽的量W成逐漸增大的趨勢，第四效卻比第三效的低，因?yàn)槿芤悍悬c(diǎn)是隨著溶液組成的增大而降低的，二次蒸汽的溫度也是逐漸下降的，這也可能導(dǎo)致蒸發(fā)量減少，不過仍在誤差允許的范圍內(nèi)。為了充分利用所有的加熱面，使傳熱面都均勻傳熱，必須改善蒸汽的分布，采用的方法有：增加蒸汽入口管數(shù)，合理布置管口位置。在管群之間安裝擋板，使蒸汽在加熱室內(nèi)循一定的路徑通過。加熱室內(nèi)加熱管分布常采用正三角形分布，最省面積，曲折的通道還有助于傳熱。加熱室內(nèi)應(yīng)留下一定空位不安裝管子，以便形成蒸汽通道。管間距離也應(yīng)適當(dāng)，以利于傳熱。對于一定管長的管子，根據(jù)公式可知管間距是固定的，且加熱管的規(guī)格固定，管子數(shù)取決于傳熱面積，不同數(shù)據(jù)得出的傳熱面積不同，所以管子數(shù)也不同，對一中央循環(huán)管蒸發(fā)器可以增加或減少加熱管數(shù)來滿足工藝要求。在制糖工業(yè)中，所采用的效蒸發(fā)器是不等面積的，這樣可以得到比較合適的傳熱溫度分布。如按等面積設(shè)計，雖然設(shè)計，制造，安裝等較方便，但因?yàn)榈谝恍У挠行囟炔钶^小，降低了第一效的蒸發(fā)強(qiáng)度。若按傳熱面積總和為最小原則設(shè)計，則輪換操作時，由于各效傳熱面積不等會影響二次蒸汽的合理分配和使用。所以應(yīng)盡可能照顧到各處用汽的需要又使各效的規(guī)格盡可能統(tǒng)一。一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，確定各效沸點(diǎn)，然后計算各效傳熱面積。這次課程設(shè)計，計算比較復(fù)雜，多處用到內(nèi)差法，畫圖也比較復(fù)雜，任何一步的細(xì)微的錯誤都有可能對整個設(shè)計將會產(chǎn)生很大的誤差。因此要養(yǎng)成認(rèn)真，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度，還要有耐心計算每一步。在畫圖過程中，為了充分利用所有加熱面積，使傳熱面都均勻傳熱，要增加蒸汽入口管數(shù)，合理布置管口位置是最重要的。過大或過小都不行。且在管群之間安裝檔板，是蒸汽在加熱室內(nèi)有一定的路徑通過。這次課程設(shè)計，是初次綜合運(yùn)用了所學(xué)的各種知識進(jìn)行的一次設(shè)備設(shè)計的基本訓(xùn)練，通過設(shè)計初步了解工程設(shè)計的基本內(nèi)容，掌握了設(shè)計步驟和方法、學(xué)會了查閱資料、選用公式和數(shù)據(jù)、提高運(yùn)算、制圖及文字表達(dá)的能力，為以后設(shè)計工作打下基礎(chǔ)。附 錄：參考文獻(xiàn)《化工原理課程設(shè)計》 天津大學(xué)化工原理教研究室編《機(jī)械零件與材料》《化工過程與設(shè)備課程設(shè)計指導(dǎo)書》 集美大學(xué)編《化工原理》 天津大學(xué)化工原理教研室主編《食品工程原理》 無錫輕工學(xué)院編13