【正文】 河北工業(yè)大學(xué)城市學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 第 30 頁 共 47 頁 sV ：體積流量 26540kg/h 1 1 24 4 ( ) 4 2 6 5 4 0 0 .0 9 9 2 9 9 .23 6 0 0 3 .1 4 1 9 5 5 .0 7Si V DWWd m m muu?? ?? ?? ? ? ? ?? ? ? 選擇直徑φ 108 4 管法蘭： HG205922021 法蘭 FM （ 5） 混合料液循環(huán)管進(jìn)口直徑 與一效混合料液循環(huán)管進(jìn)口直徑直徑相同 管子規(guī)格： φ563mm Ⅲ效 蒸發(fā)器壁厚的確定 設(shè)計(jì)壓力 設(shè)計(jì)溫度 104℃ ne1 0 m m1 0 0 .6 9 .4 m m?? ?? ? ?假 設(shè) 其 厚 度有 效 厚 度 1L =6 0 0 0 +5 0 + 3 0 0 2 =6 2 5 0 m m3 ??筒 體 的 計(jì) 算 長 度 0nD = D 2 1 2 3 6i mm???筒 體 的 外 直 徑 0eD 1236 131 .5 ? ? ? ? 屬 于 薄 壁 圓 筒 0L 612 0= =5 A =0 .0001 5D 123 6 查 表 得 522B = EA = 1 .7 9 0 .0 0 0 1 5 1 0 =1 7 .9 M P a33 ? ? ? ? ? e n0 9 .4P =B =1 7 .9 =0 .1 3 6 M P a P , 1 0 m mD 1 2 3 6? ??? 滿 足 要 求 因 此 筒體和封頭的厚度一樣 水壓試驗(yàn)校核，強(qiáng)度校核，各個(gè)零部件的選取與Ⅰ ,Ⅱ效相似 河北工業(yè)大學(xué)城市學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 第 31 頁 共 47 頁 Ⅰ效分離室尺寸的確定 蒸汽速度 vu 可按下式估算 ???????? ??vvlvv ku ? ?? 式中 vu ：蒸發(fā)室中蒸汽平均上升速度 sm l? v? ：溶液和蒸汽的密度， 31 2 9 1 1 5 0l kg m? ?℃ 時(shí) kg m? ? vk ：霧沫攜帶因子，對(duì)于水溶液取為 1 1 5 0 1 .4 8 40 .0 1 7 0 .4 7 2 91 .4 8 4lvkvvu k m s???? ?? ? ? 144 4 7 6 1 0 1 .9 5 9 1 9 5 93 6 0 0 3 6 0 0 3 .1 4 0 .4 7 2 9 1 .4 8 4ikkWWd m m muu? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? 圓整后分離室直徑為 2021mm Ⅰ效分離室結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) Ⅰ效分離室各接管直徑的計(jì)算 進(jìn)料口直徑φ 300 6（其直徑與Ⅰ加熱室出料 口直徑相同） 出汽口直徑φ 300 6（其直徑與Ⅰ加熱室出料口直徑相同） 出料口直徑 014 4 ( ) 4 2 0 1 7 0 0 .0 7 8 7 8 7 8 .7 83 6 0 0 3 .1 4 1 1 5 0 0Si V F Wd m m muu?? ? ?? ? ? ? ?? ? ? 直徑為φ 89 循環(huán)管的直徑 與加熱室的循環(huán)管的直徑相同 河北工業(yè)大學(xué)城市學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 第 32 頁 共 47 頁 管子規(guī)格： φ563mm Ⅰ效分離室壁厚的計(jì)算 (1)分離室壁厚的設(shè)計(jì) ? ? ctc pDp i??? ??? 2 1 7 8 2 0 0 0 1 .32 1 3 7 1 0 0 0 1 7 8 mm? ???? ? ? 當(dāng)同體的厚度很薄時(shí)往往給運(yùn)輸，制造，吊裝帶來不便，因此規(guī)定高合金鋼最小厚度不得小于 2mm，因此δ =2mm 12n 1 2C = 0 .6 C = 0C + C = 2 .6 m m????鋼 材 的 負(fù) 偏 差 腐 蝕 余 量名 義 厚 度 綜合考慮各種因素取 8n mm? ? H = 1 .6 D = 3 2 0 0 m m筒 體 高 度 (2)筒體受內(nèi)壓橢圓形封頭厚計(jì)算公式為 ? ? ct c pDp ??? ??? 1 7 8 2 0 0 0 1 .2 9 9 72 1 3 7 1 0 0 0 0 .5 1 7 8 mm? ???? ? ? ? 規(guī)定高合金鋼最小厚度不得小于 2mm，因此δ =2mm 12n 1 2C = 0 .6 C = 0C + C = 2 .6 m m????鋼 材 的 負(fù) 偏 差 腐 蝕 余 量名 義 厚 度 綜合考慮各種因素取 8n mm? ? ，直邊高度 25mm （ 3） 筒體受內(nèi)壓折邊錐形形封頭厚計(jì)算 0 .1 5 3 0 0iiD m m? ? ?折 邊 半 徑 r 厚度計(jì)算公式； ? ?2 cKP D P? ?? ??φ ?查 表 得 河北工業(yè)大學(xué)城市學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 第 33 頁 共 47 頁 1 .1 4 3 3 1 7 8 2 0 0 0 1 .4 8 5 9 m m2 1 3 7 1 0 0 0 0 .5 1 7 8? ????? ? ? ? 因 mm2min ?? ，所以 mm2?? 。 sV ：體積流量 18256kg/h 114 4 ( ) 4 1 8 2 5 6 0 .0 8 3 1 8 3 .13 6 0 0 3 .1 4 1 9 3 5 .2 9 8Si V DWd m m muu?? ? ?? ? ? ? ?? ? ? 選擇直徑φ 89 管法蘭： HG205922021 法蘭 RF (5) 混合料液循環(huán)管進(jìn)口直徑 與一效混合料液循環(huán)管進(jìn)口直徑直徑相同 管子規(guī)格： φ563mm 河北工業(yè)大學(xué)城市學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 第 26 頁 共 47 頁 Ⅱ效加熱室壁厚的計(jì)算 蒸發(fā)器的材料選擇 0Gr18N10Ti 設(shè)計(jì)條件如下： 名稱 管程 殼程 工作介質(zhì) 碳酸鉀溶液 蒸汽，冷凝水 工作溫度 80℃ 進(jìn)口 131℃ 129℃ 出口 107℃ 工作壓力 KPa 178 162 設(shè)計(jì)壓力 KPa 178 設(shè)計(jì)溫度℃ 131℃ 129℃ 傳熱面積 2m 220 （ 1）筒體受內(nèi)壓因此壁厚計(jì)算公式為： ? ? ctc pDp i??? ??? 2 1 9 5 .8 1 2 0 0 0 .8 5 8 12 1 3 7 1 0 0 0 1 9 5 .8 mm? ???? ? ? 當(dāng)同體的厚度很薄時(shí)往往給運(yùn)輸，制造，吊裝帶來不便，因此規(guī)定高合金鋼最小厚度不得小于 2mm，因此δ =2mm 12n 1 2C = 0 .6 C = 0C + C = 2 .6 m m????鋼 材 的 負(fù) 偏 差 腐 蝕 余 量名 義 厚 度 n 8 m m? ?高 合 金 鋼 最 為 換 熱 設(shè) 備 綜 合 考 慮 (2)筒體受內(nèi)壓封頭厚計(jì)算公式 為 ? ? ct c pDp ??? ??? 1 9 5 .8 1 2 0 0 0 .8 5 7 82 1 3 7 1 0 0 0 1 9 5 .8 0 .5 mm? ???? ? ? ? 因此最小厚度取 2mm，綜合考慮后 取封頭壁厚與筒體的壁厚相同，為 8mm查閱化工機(jī)械書得直邊高度為 25mm Ⅱ效加熱室水壓試驗(yàn)校核 （ 1）殼程水壓試驗(yàn)壓力及強(qiáng)度校核 河北工業(yè)大學(xué)城市學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 第 27 頁 共 47 頁 ? ?? ?T tP = 1 . 2 5 P = 1 . 2 5 1 1 7 8 2 2 2 . 5 M P a?? ? ? ? 試驗(yàn)壓力下筒體的薄膜應(yīng)力 T i eTeP D + 2 2 2 .5 .4= 0 .6 8 2 5 M P a2 2 .4?? ? ????（ ） （ 38+7 ）7 s0 .9 0 .9 1 2 0 5 1 8 4 .5 aMP? ? ? ? ?φ ???因 為 φ 所 以 水 壓 試 驗(yàn) 安 全 （ 2）管程水壓試驗(yàn)壓力及強(qiáng)度校核 ? ?? ?T tP = 1 . 2 5 P = 1 . 2 5 1 1 9 5 . 8 2 4 4 . 7 5 M P a?? ? ? ? T i eTeP D + 244 .75 .4= 0. 750 8M P a2 2 .4?? ? ????（ ） （ 38+7 ）7 s0 .9 0 .9 1 2 0 5 1 8 4 .5 aMP? ? ? ? ?φ ???因 為 φ 所 以 水 壓 試 驗(yàn) 安 全 Ⅱ效加熱室強(qiáng)度校核 A 補(bǔ)強(qiáng)方法的判別 2 3 8 9 .2i c m m??開 孔 直 徑 d=d 筒體開孔直徑小于 600mm，且小于 520mm滿足等面積法開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算要求 B 開孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積 2etA = d + 2 ( 1 ) 3 8 9 . 2 2 7 7 8 . 4rf m m? ? ? ? ? ? ? C 有效的補(bǔ)強(qiáng)范圍 有效寬度 B n n tB = 2 d 7 7 8 .4 m m B = 7 7 8 .4 m mB = 2 + d + 2 4 1 2 m m?????? ? ? ??取 大 值 因 此 1h外 側(cè) 有 效 高 度 1 n t 11h = d 4 5 .8 4 m m h 4 5 .8 4 m mh 2 0 0 m m?? ?? ????取 小 值 因 此實(shí) 際 外 伸 高 度 為 河北工業(yè)大學(xué)城市學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 第 28 頁 共 47 頁 2h內(nèi) 側(cè) 有 效 高 度 2 n t 22h = d 4 5 .8 4 m m h 0 m mh 0 m m?? ?? ????取 小 值 因 此實(shí) 際 內(nèi) 伸 高 度 為 D 有效補(bǔ)強(qiáng)面積 封頭多余金屬面積 21 e e t eA = ( B d ) ( ) 2 ( )( 1 ) 2 1 0 1 . 7rf m m? ? ? ? ?? ? ? ? 接管多余金屬面積 ? ? ct cP nd? ????φ 2 1 e t 2 e t 2 21 e tA = 2 h ( ) 2 h ( ) = 2 h ( ) (1 ) 4 9 2 .6t r rtrf C ff m m? ? ???? ? ?? ? ? 接管區(qū)焊縫面積（焊腳取 ） 23 mmA ????? 1 2 3A + A + A = A Ae ?因 為 有 效 補(bǔ) 強(qiáng) 范 圍 因 此 不 需 要 補(bǔ) 強(qiáng) Ⅱ效加熱室各零部件的選擇 (1)管板的確定 管板的厚度為 40mm，材料 0Gr18N10Ti 采用脹接連接法 (2)折流板的確定 折流板為弓形，取板間距為 1000mm 共 6塊，厚度為 12mm D N 6 = 1 2 0 0 6 = 1 1 9 4 m m板 外 徑 （ 3）拉桿、定距管設(shè)計(jì) 拉桿直徑為 16mm 共 6個(gè)，均布在管束的外邊緣。（ 151℃時(shí)的密度） 14 4 1 0 6 4 6 0 .0 6 4 1 2 8 6 4 .1 2 83 .1 4 9 1 6 .0 4 1 3 6 0 0i Dd m m mu? ?? ? ? ?? ? ? 選擇直徑φ 76 3 管法蘭： HG205922021 法蘭 RF (5) 混合料液循環(huán)管進(jìn)口直徑 為使每根管子上都均布有液體，使傳熱效果達(dá)到最好，每效蒸發(fā)中都設(shè)置自循環(huán)系統(tǒng)，其噴淋密度取為 smL ?? ? 33 6 7 0 . 0 3 2 0 . 5 1 8 . 4 3 / 6 6 . 3 8 /F n l m s m h? ? ?? ? ? ? ? ? ?循 環(huán)則 每 次 循 環(huán) 進(jìn) 料 量 取混合料液流速為u=1m/s 3 6 7 0 . 0 3 2 0 . 5 1 8 . 4 3 / 6 6 . 3 8 /F n l k g s k g h? ? ?? ? ? ? ? ? ?循 環(huán)則 每 次 循 環(huán) 進(jìn) 料 量 4 4 6 6 .3 8 0 .0 0 4 5 2 4 .5 23 6 0 0 1 1 5 0 1Si Vd m m mu?? ?? ? ? ?? ? ? 根據(jù)物料特性選擇 管子規(guī)格： φ563mm 管法蘭： HG205922021 法蘭 RF Ⅰ效加熱室壁厚的設(shè)計(jì) Ⅰ效加熱室設(shè)計(jì)條件如下 名稱 管程 殼程 工作介質(zhì) 碳酸鉀溶液 蒸汽，冷凝水 工作溫度 80℃ 進(jìn)口 80℃ 151℃ 出口 131℃ 工作壓力 KPa 0 河北工業(yè)大學(xué)城市學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 第 21 頁 共 47 頁 設(shè)計(jì)壓力 KPa 設(shè)計(jì)溫度℃ 151℃ 151℃ 傳熱面積 2m 220 分別對(duì)筒體和封頭的壁厚進(jìn)行計(jì)算如下： （ 1）筒體受內(nèi)壓因此壁厚計(jì)算公式為： ? ? ctc pDp i??? ??? 2 cmmP MP a1??式 中 ； 計(jì) 算 厚 度