【正文】 徑，按第 Ⅰ 效的流量計(jì)算，溶液的適宜流速按強(qiáng)制流動算，即m / s 10u此m / s , 15~0 . 8u ?? 處選取則 3SsF 5 0 0 0 .0V 0 .0 0 1 3 6 m / sρ 1 0 1 4 3 6 0 04V 4 0 .0 0 1 3 6d 1 3 .2 1 m mπ u 3 .1 4 1 0? ? ???? ? ?? 依據(jù)無縫鋼管的常用規(guī)格選為 φ183mm 的標(biāo)準(zhǔn)管。 分離室直徑和高度的確定 分離室體積的計(jì)算式為 U3600ρWV? 其中， U 為蒸發(fā)體積強(qiáng)度，一般允許值為 ? ?sm/m ～ 33 ?，在此取? ?sm/m 33 ? 。有圖可得，當(dāng)內(nèi)徑為 1000mm 是，獲得管數(shù)為 1112 根，大 于估算的管數(shù)，滿足要求。 加熱管的 直徑以及加熱管數(shù)目的確定 加熱管的內(nèi)徑取決于加熱管和循環(huán)管的規(guī)格、數(shù)目及在管板上的排列方式。 本次計(jì)算取 50% 。i,kPa 327 163 20 20 溶液溫度（沸點(diǎn)） ti,0C 完成液濃度 xi,% 25 蒸發(fā)量 Wi， kg/h 蒸氣消耗量 D， kg/h 傳熱面積 Si,m2 5 .主體設(shè)備計(jì)算和說明 加熱管的選擇和管數(shù)的初步估計(jì) 榆林學(xué)院化學(xué)與化工學(xué)院 2020 屆 化學(xué)工程與工藝 專業(yè)畢業(yè)論文 14 根據(jù)加熱管的型號選用： φ38 根據(jù)實(shí)際情況選擇加熱管長度選用： 初步估算所需管子數(shù)為 n ? ? ? ?30 s 4 4 . 5n 2 6 6 . 5π d L 0 . 1 3 . 1 4 3 8 1 0 1 . 5 0 . 1? ? ?? ? ? ? ? 循環(huán)管的選擇 循環(huán)管的截面積是根據(jù)使循環(huán)阻力盡量減小的原則來考慮的。 （ 4） 蒸發(fā)器傳熱面積的計(jì)算 榆林學(xué)院化學(xué)與化工學(xué)院 2020 屆 化學(xué)工程與工藝 專業(yè)畢業(yè)論文 13 51 1 1152111152 1 125222223 2 31000Q D r 1 4 5 1 .0 2 1 1 3 8 .5 1 0 W3600Δ t 1 2 .7 CQ 8 .5 1 0S 4 4 .7 mK Δ t 1 5 0 0 1 2 .71000Q W r 1 3 7 5 .5 2 1 5 4 8 .2 3 1 0 W3600Δ t 1 8 .5 CQ 8 .2 3 1 0S 4 4 .5 mK Δ t 1 0 0 0 1 8 .51000Q W r 1 3 7 4 .5 2 2 2 53600? ? ? ? ? ????? ? ???? ? ? ? ? ????? ? ???? ? ? ?535233338 .5 1 0 WΔ t 3 3 .8 CQ 8 .5 1 0S 4 4 .4 mK Δ t 6 0 0 3 3 .8?????? ? ?? 誤差為 m i nm a xS 4 4 . 41 1 0 . 0 0 6 0 . 0 5S 4 4 . 7? ? ? ? ?，迭代計(jì)算結(jié)果合理。2=113 有效溫度差， 0C 1Δt ?? 2Δt ? ? 3Δt ? ? 料液溫度（沸點(diǎn)）， 0C t1= t2= t3= （ 3） 各效的熱量衡算 112233T Cr 2154 kJ/kgT Cr 2225 kJ/kgT Cr 2355 kJ/kg?????? ??? ?????? 第 Ⅰ 效 ? ?11η 0. 98 0. 7 Δ x 0. 98 0. 7 0. 06 9 0. 05 0. 96 67? ? ? ? ? ? ? 111 1 1 11Dr 2113W η 0 .9 6 6 7 D 0 .9 4 8 Dr 2 1 5 4? ? ? ?? 第 Ⅱ 效 榆林學(xué)院化學(xué)與化工學(xué)院 2020 屆 化學(xué)工程與工藝 專業(yè)畢業(yè)論文 12 ? ?? ?? ?221 2 1 22 2 p0 1 pw22111η Δ x 3 9 9W r t tW η F c W crr215 4 134 .8 119 .5 9 W 500 7W222 5 222 5 3W 160? ? ? ? ? ? ??? ?? ? ??????????? ? ? ? ??????? 第 Ⅲ 效 ? ?? ?? ?32 3 2 33 3 p0 1 pw 2 pw332 1 221η W r t tW η F c W c W crr222 5 119 .5 W 500 W W235 5 235 5 W W 267? ? ? ? ??? ?? ? ? ??????????? ? ? ? ? ?????? ? ? 又因?yàn)? 1 2 3W W W 4 0 0 0 .0? ? ? 聯(lián)解上面各式得 1231W 13 75 .5 kg /hW 13 74 .5k g/ hW 12 50 .0 kg /hD 14 51 .0 kg /h???? 與第一次計(jì)算結(jié)果比較，其相對誤差為 1 151 071 30?????? 計(jì)算相對誤差均在 以下，故各效蒸發(fā)量的計(jì)算結(jié)果合理。 則第 Ⅰ 效料液的溫度為 1 A 1 1 1tt Δ Δ 138 1 139 .8 C?? ???? ? ? ? ? ? ? ? 第 Ⅰ 效料液的溫度也可由下式計(jì)算 1 1 1tT Δ t 151 .7 139 C?? ? ? ? ? ? 說明溶液的各種溫度損失變化不 大，不需要重新計(jì)算，故有效總溫度差不變，即 Δ t 12 .7 18 .5 31 .9 63 .1 C? ? ? ? ?? 溫度差重新分配后各效溫度情況列于下表： 表 42 三效蒸發(fā)器各效的溫度 效次 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 加熱蒸汽溫度， 0C T1= T39。 表 41 二次蒸氣的溫度和氣化潛熱 效數(shù) Ⅰ Ⅱ Ⅲ 二次蒸氣壓力 ，kPaPi? 二次蒸氣溫度 C,T0i? (即下一效加熱蒸汽的溫度） 二次蒸氣的氣化潛熱 kJ/kg,ri? （即下一效加熱蒸汽的氣化潛熱） 2153 2251 2438 (1)各效由于溶液沸點(diǎn)而引起的溫度差損失 ?? 根據(jù)各效二次蒸氣溫度 (也即相同壓力下水的沸點(diǎn) )和各效完成液的濃度ix ， 由 NaOH 水溶液的點(diǎn)杜林線圖可查得各效溶液的沸點(diǎn) Ait 分別為 A1A2A3t 139 Ct 118 Ct 70 C?????? 則各效由于溶液蒸氣壓下降所引起的溫度差損失為 A 1 1A 2 2A 3 3Δ t T 139 137 .5 CΔ t T 118 116 .1 CΔ t T 70 C? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ? ? ? ? 所以 Δ 1. 5 1. 9 16 .5 19 .9 C?? ? ? ? ?? (2)由于液柱靜壓力而引起的沸點(diǎn)升高 (溫度差損失） 為簡便計(jì)算，以液層中部點(diǎn)處的壓力和沸點(diǎn)代表整個(gè)液層的平均壓力和平均溫度，則根據(jù)流體靜力學(xué)方程，液層的平均壓力為 2gLρPP avav ??? 榆林學(xué)院化學(xué)與化工學(xué)院 2020 屆 化學(xué)工程與工藝 專業(yè)畢業(yè)論文 7 所以 a v 1a v 1 1a v 2a v 2 2a v 3a v 3 3ρ gL 4 P 338 .33 345 .79k P a22ρ gL 0 P 176 .66 184 .46 kP a22ρ gL 9 P 15 2kP a22???? ? ? ? ????? ? ? ? ????? ? ? ? ? 由平均壓力可查得對應(yīng)的飽和溫度為 av1Pav2av3PPT CT CT C? ??? ??? ?? 所以 a v 1a v 2a v 31 P 12 P 23 P 3Δ T T 138 .3 137 .5 CΔ T T 117 .5 116 .0 CΔ T T CΔ C?? ? ?? ? ? ? ? ??? ? ?? ? ? ? ? ??? ? ?? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ?? （ 3） 由流動阻力而引起的溫度差損失 Δ? 取經(jīng)驗(yàn)值 C 1? ,即 C 1ΔΔΔ 321 ????????????? ,則 ? ????? C 3Δ 故蒸發(fā)裝置的總溫度差損失為 Δ 1 9 .9 7 .9 3 3 0 .8 C?? ? ? ? ?? （ 4） 各效料液的溫度和有效總溫差 由各效二次蒸氣 Pi＇ 及溫度差損失 iΔ? ，即可由下式估算各效料液的溫度 it ， 各效冶料的溫度為 1 1 12 2 23 3 3tT Δ 137