【正文】 整個畢業(yè)設(shè)計都是在劉燕老師的精心指導(dǎo)下完成的 。 河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 47 參考文獻(xiàn) 1 陳敏恒 .化工原理（上），北京：化學(xué)工業(yè)出版社 ,2020 2 姚玉英 .化工原理（上）， 天津 :天津科學(xué)技術(shù)出版社 ,1990 3 宋繼田，劉振義，李丁等 .葡萄糖溶液板式外流降膜蒸發(fā)布液裝置實驗研究 .食品與機械 .2020,88（ 2）： 21～ 23 4 叢德滋，叢梅等 .化工原理詳解與應(yīng)用，北京：化學(xué)工業(yè)出版社 ,2020 5 GB1501998《鋼制壓力容器》，北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社 6 李 國庭 .化工設(shè)計概論，北京：化學(xué)工業(yè)出版社 ,2020 7 中國石化集團(tuán)上海工程有限公司 .化工工藝設(shè)計手冊 ，北京：化學(xué)工業(yè)出版 社 ,2020 8 潘國昌，郭慶豐 .化工設(shè)備設(shè)計，北京：清華大學(xué)出版社， 1996 9 周大軍，揭嘉 .化工工藝制圖，北京：化學(xué)工業(yè)出版社 ,2020 10 劉光啟，馬連湘，劉杰 .化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)手冊（有機卷），北京：化學(xué)工業(yè)出版社 ,2020 11 時均，汪家鼎等 .化學(xué)工程手冊（上卷），北京：化學(xué)工業(yè)出版社 ,1996 12 機械工業(yè)委員會 .泵類產(chǎn)品樣本，北京：機械工業(yè)出版社， 1988 13 鄭津洋 .過程設(shè)備設(shè)計，北京：化學(xué)工業(yè)出版社 , 第二版 14 《化肥工業(yè)大全》編輯委員會 .化肥工業(yè)大全，北京：化學(xué)工業(yè)出版社 ,1998 15 于信令 .味精工業(yè)手冊，北京：中國輕工業(yè)出版社， 2020 16 化工設(shè)備設(shè)計技術(shù)中心站 .化工設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)手冊， 1987 河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 48 17 GB151— 1999，管殼式換熱器 [S]. 18賀匡國 .化工容器及設(shè)備簡明手冊（第二版），北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2020 致謝 在畢業(yè)設(shè)計 即將 完成之際，我心中 非常 感慨。此設(shè)計具有以下特點： 1. 根據(jù) 糖液 性質(zhì)以及設(shè)備的特定要求確定工藝流程為四效 錯 流，采用外加熱式 降膜 蒸發(fā)器。由 《 化學(xué)工程手冊 》（ 9— 39）表查得冷卻水 在 ℃30?wt 時 放 出 空 氣 量 為 ， 則hkgG / 2 0 2 24 ??? ，所 以空氣量為 343 / mkgGGG ??? 。 取堰高 h= ④ 淋水板孔徑 對于不循環(huán)使用的潔凈冷卻水， d=~；若冷卻水質(zhì)量差，或循環(huán)使用時，選 d=~。 ，取冷凝水流速為 2m/s 則進(jìn)口直徑 圓整后取 DN150， ?159 4mm的鋼管 選擇出口管為 DN150， ?159 4mm的鋼管 蒸汽進(jìn)口管直徑 錯誤 !未找到引 用源。 試驗壓力下筒體的薄膜應(yīng)力 由《過程設(shè)備設(shè)計》附錄 D1查得， 錯誤 !未找到引用源。 則每個支座承受載荷 根據(jù) JB/T4712，選用 B5 型耳式支座。 ，質(zhì)量 錯誤 !未找到引用源。的 CHC 型帶折邊錐形封頭。 ，直邊高度 錯誤 !未找到引用源。 ③ 封頭設(shè)計 分離室上封頭 選用標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭（不銹鋼），由于筒體承受外壓，則假設(shè)其名義厚度為 8mm。 == ② 筒體厚度計算 設(shè)計壓力 錯誤 !未找到引用源。 ———— 霧沫攜帶因子 查得 錯 誤 !未找到引用源。 ，所以水壓試驗安全 Ⅳ效分離室尺寸的確定 ① 筒體高度及直徑的確定 氣速： 式中： 錯誤 !未找到引用源。 ———— 內(nèi)壓容器的試驗壓力， 錯誤 !未找到引用源。 ④ 支座的選取 由 JB/T4712 選用 B型耳式支座（材料 Q235A） 加熱室質(zhì)量 充滿分離室所需水質(zhì)量 總質(zhì)量 錯誤 !未找到引用源。 ，直邊高度 錯誤 !未找到引用源。 分離室下封頭 選用錐形封頭 錐形封頭采用不銹鋼材，選擇半錐角為 60176。 封頭的其余各參數(shù)： DN1600，容積 錯誤 !未找到引用源。 筒體外徑 河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 38 屬于薄壁圓筒 查《過程設(shè)備設(shè)計》圖 46 得 A= 因此滿足要求。 根據(jù)公式 圓整取 錯誤 !未找到引用源。 、 錯誤 !未找到引用源。 試驗壓力下筒體的薄膜應(yīng)力 河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 37 由《過程設(shè)備設(shè)計》附錄 D1查得， 錯誤 !未找到引用源。 則每個支座承受載荷 根據(jù) JB/T4712，選用 B4 型耳式支座。 ，質(zhì)量 錯誤 !未找到引用源。 由《化工容器及設(shè)備簡明手冊》查得封頭的其余各參數(shù) DN1200， 錯誤 !未找到引用源。 ，曲邊高度 錯誤 !未找到引用源。 有效厚度 錯誤 !未找到引用源。 河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 35 假設(shè)其名義厚度為 6mm 有效厚度 錯誤 !未找到引用源。 ———— 霧沫攜帶因子 查得 錯誤 !未找到引用源。 ，所以水壓試驗安全 Ⅱ效 分離室尺寸的確定 ① 筒體高度及直徑的確定 氣速： 式中： 錯誤 !未找到引用源。 ———— 試驗溫度下材料許用應(yīng)力， 錯誤 !未找到引用源。 ———— 內(nèi)壓容器的試驗壓力， 錯誤 !未找到引用源。 ③支座的選取 由 JB/T4712 選用 B型耳式支座（材料 Q235A） 加熱室質(zhì)量 充滿分離室所需水質(zhì)量 總質(zhì)量 錯誤 !未找到引用源。 ，直邊高度 錯誤 !未找到引用源。 ，質(zhì)量 錯誤 !未找到引用源。 綜合考慮取 錯誤 !未找到引用源。因此最終取加熱室筒體的名義厚 度為 錯誤 !未找到引用源。 ， 錯誤 !未找到引用源。 根據(jù)公式 圓整取 錯誤 !未找到引用源。 、 錯誤 !未找到引用源。 筒體和封頭的厚度一樣 水壓試驗校核，強度校核，各個零部件的選取與Ⅰ效相似 蒸發(fā)器分離室結(jié)構(gòu)設(shè)計 因為可以與料液接觸，所以采用不銹鋼。 。 A 值的點位于曲線的左側(cè)，因此 因此滿足要求。因此 假設(shè)取加熱室筒體的名義厚度為 錯誤 !未找到引用源。 有效厚度 錯誤 !未找到引用源。 Ⅱ效加熱室的結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)計 Ⅱ效筒體的厚度計算（工作壓力為 70Kpa,設(shè)計溫度為 90℃） 材料采用 Q345R 由 GB1511999 中規(guī)定低合金鋼制圓筒的最小厚度（ 錯誤 !未找到引用源。 加熱室實際安裝 4 個支座，但考慮支座安裝形式和承重的影響，按 3個支座計算。 由表 34 查得折流板最小厚度為 10mm，折流板名義直徑為 折流板為單弓形，缺口高度 h=，即 h=? 500=100mm。 接管計算厚度 河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 28 接管區(qū)焊縫面積（焊腳取 ） 因為 錯誤 !未找到引用源。 有效高度 外側(cè)有效高度 h1(取小值） 取 錯誤 !未找到引用源。 ，滿足等面積法開孔補強計算要求。 因為 錯誤 !未找到引用源。 錯誤 !未找到引用源。 封頭水壓試驗 河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 26 式中 : 錯誤 !未找到引用源。 因此 有效厚度為 錯誤 !未找到引用源。 錯誤 !未找到引用源。 ，直邊高度 錯誤 !未找到引用源。 因此最終取封頭的名義厚度為 錯誤 !未找到引用源。 ⑵ Ⅰ效封頭的厚度計算（不銹鋼 0Cr18Ni9） 選用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，則 K=1 封頭 的計算厚度 查取封頭在設(shè)計溫度下的許用應(yīng)力 ??t? =137MPa，焊接接頭系數(shù) ?= 對于不銹鋼由 HG/T20580 查得，負(fù)偏差 錯誤 !未找到引用源。 名義厚度 對低合金鋼制的容器，規(guī)定不包括腐蝕裕量的最小厚度應(yīng)不小于 3mm，若加上 2mm 腐蝕裕量，名義厚度至少應(yīng)取 5mm，由于鋼材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格取 6mm,又由于GB1511999 中規(guī)定低合金鋼制圓筒的最小厚度（ 錯誤 !未找到引用源。 由《過程設(shè)備設(shè)計》附錄 D1查得 110℃下 Q345R 的許用應(yīng)力為 189錯誤 !未找到引用源。 故 錯誤 !未找 到引用源。因此取換熱管中心距 錯誤 !未找到引用源。 各效加熱室面積取值為 36 2m ，換熱管選取規(guī)格為φ 19? 2mm，管心距為25mm, mL 3? 不銹鋼管子。 體積流量 根據(jù)公式 求得 d= 選用規(guī)格為 DN25 φ 34 3的鋼管。 管法蘭： HG205922020 法蘭 PL RF ⑶ 分離室二次蒸汽出口直徑的計算 和加熱室出口取相同管徑，即 DN500 φ 508 8 的鋼管。 管法蘭： HG205922020 法蘭 PL RF ⑵ 料液進(jìn)出口直徑的計算 ① 進(jìn)口 選取流速為 u=1m/s，流量 錯誤 !未找到引用源。 Ⅳ效蒸發(fā)室接管尺寸的確定 ⑴ 蒸汽進(jìn)出口直徑的計算 ① 進(jìn)口 為三效二次蒸汽出口，故參考無縫鋼管設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，選用規(guī)格為 DN500φ 508 8的鋼管。 =，密度 錯誤 !未找到引用源。 體積流量 根據(jù)公式 求得 d= m 選用規(guī)格為 DN65 φ 76 4的不銹鋼管。 ，二次蒸汽密度 錯誤 !未找到引用源。 體積流量 根據(jù)公式 求得 d= 選用規(guī)格為 DN25 φ 32 的鋼管。 體積流量 根據(jù)公式 求得 d= m 選用規(guī)格為 DN50 φ 60 4的不銹鋼管。 ,時流速介于 15～ 30m/s，取 u=15m/s 體積流量 河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 18 根據(jù)公式 求得 d= m 選用規(guī)格為 DN300 φ 325 6的鋼管。 管法蘭： HG205922020 法蘭 PL RF ⑸ 其他相關(guān)接管 由經(jīng)驗值分析選取不凝氣接管 DN50 φ 57 ，排凈口接管 DN25 φ 32，壓力表接管 DN20φ 25 3，溫度計接管 M27 2。 管法蘭： HG205922020 法蘭 PL RF ⑶ 分離室二次蒸汽出口直徑的計算 和加熱室出口取相同管徑，即 DN200 φ 219 6 的鋼管。 體積流量 根據(jù)公式 求得 d= m 選用規(guī)格為 DN65 φ 76 4的不銹鋼管。 ，二次蒸汽密度 錯誤 !未找到引用源。 錯誤 !未找到引用源。 ） 河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 13 有效溫差（ C。 將各參數(shù)帶入上式得 傳熱面積的確定 公式 河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 11 錯誤 !未找到引用源。 ） 傳熱系數(shù) （ 2/(m. )JK） 1200 1200 1400 2020 汽化潛熱 河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 10 r(kJ/kg) 加熱蒸汽的焓 Hi’ (kJ/kg) 冷凝水的焓 hw (kJ/kg) 溶液的焓h(kJ/kg) 熱量衡算 Ⅰ效 錯誤 !未找到引用源。 各效的有效溫差 河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 9 各效糖液的焓值 由《化學(xué)化工數(shù)據(jù)手冊》（有機卷） 圖 查得糖液的比熱容為 Cp0=Cp1= kJ/kg Cp2= kJ/kg Cp3= kJ/kg Cp4= kJ/kg 由《化工原理》（姚玉英版）公式 512 當(dāng)溶液的稀釋熱可以忽略時 錯誤 !未找到引用源。 得 2）降膜蒸發(fā)器液柱靜壓引起的 ?? 忽略不計 3） 二次蒸汽阻力損失 ?? 取 1℃ △總 =++++4=℃ 有效總溫差：∑△ t=(14846)=℃ 各效溶液溫度 Ⅰ效 錯誤 !未找到引用源。 第四效 錯誤 !未找到引用源。 由《化工原理》（姚玉英版）附錄 10，查得當(dāng) P0=450Kpa 時蒸汽溫度和汽化潛熱以及焓為 T0’ = 錯誤 !未找到引用源。 3 工藝計算 物料衡算 各效水分蒸發(fā)量的計算 年產(chǎn) 3萬噸，年工作時間為 8000 小時。消除了由靜壓引起的有效傳熱溫差損失問題，蒸發(fā)器的壓降也很小，在低溫下有較高的傳熱速率。溶液在自身重力作用下沿管內(nèi)壁呈膜狀下流，并被蒸發(fā)濃縮，汽液混合物由加熱管底部進(jìn)入分離室，經(jīng)氣液分離后，完成液由分離器的底部排出。因此綜合考慮選用錯流。 錯流 加料的方式可既有并流又有逆流 .。 平流 平流法系指原料液 平行加入各效，完成液亦分別自各效排出。因此因濃度增高使粘度增大的影響大致與因溫度升高使粘度降低的影響相抵，故各