化工原理課程設(shè)計(jì)--雙效并流蒸發(fā)器設(shè)計(jì)-其他專業(yè)-在線瀏覽
2025-03-24 07:50本頁(yè)面
【正文】 D 00,t, xF 11,xt 22,xt 2 hkgW /6667) (10000 ??? 假設(shè)各效蒸發(fā)量相等，則第 i 效蒸發(fā)量為： WWi n? 12 6667 3 3 3 4 /22WW W k g h? ? ? ? 因而初估各效完成液的濃度為： 012i iFxx F W W W? ? ? ? ???? 0111 0 0 0 0 0 .1 0 .1 51 0 0 0 0 3 3 3 4Fxx FW ?? ? ??? 02121 0 0 0 0 0 . 1 0 . 31 0 0 0 0 3 3 3 4 3 3 3 4Fxx F W W ?? ? ?? ? ? ? 估計(jì)各效溶液的沸點(diǎn)和有效總溫度差 為求各效溶液沸點(diǎn)，需假定各效操作壓強(qiáng)。 35np kPa? ，其它各效二次蒸汽壓強(qiáng)可按各效間蒸汽壓強(qiáng)降相等的假設(shè)來(lái)確定。1 nppp n??? 4 5 0 3 5 2 0 7 .52p kP a?? ? ? 故第 i 效二次蒸氣壓強(qiáng) 39。 1ip p i p? ? ? 39。2 450 2 35p kPa? ? ? ? 由 39。iT 和汽化潛熱 39。 對(duì)于飽和水蒸汽，已知壓強(qiáng)（或者溫度）時(shí)可通過(guò)飽和水蒸汽表查取對(duì)應(yīng)的溫度（或者壓強(qiáng)）、汽化潛熱。 由于蒸發(fā)器中溶液靜壓強(qiáng)引起的溫度差損失 ? 由于蒸發(fā)器中溶液靜壓強(qiáng)引起的溫度差損失 ??? 某些蒸發(fā)器在操作時(shí)，器內(nèi)溶液需維持一定的液位，因而蒸發(fā)器中溶液內(nèi)部的壓強(qiáng)大于液面的壓強(qiáng)，致使溶液內(nèi)部的沸點(diǎn)較液面處的為高，二者之差即為因溶液靜壓強(qiáng)引起的溫度差損失??? ，為簡(jiǎn)便起見，日夜內(nèi)部的沸點(diǎn)可按液面和底層的平均壓強(qiáng)來(lái)查取，平均壓強(qiáng)近似按靜力學(xué)方程估算： mP = 39。P — 二次蒸氣的壓強(qiáng)，即液面處的壓強(qiáng)， Pa ? — 溶液的平均密度， kg/ 3m L — 液層高度 ,m g— 重力加速度， m/2s 根據(jù) mP = 39。 =℃； T 2pm39。 T/1==℃ 2= T 2pm39。39。1t 及溫度差損失 ? ，即可由下式估算溶液各效溶液的沸點(diǎn) t 所以總的溫度差損失為 ??=?/+??39。+ ??39。39。 第 i 效的蒸發(fā)量 iW 的 計(jì)算式為 10 1 2 1[ ( . . . . . ) ]pwi i ii i i p p w c i p wiir t tW D F c W c W W crr? ?? ?? ? ? ? ? ??? 式中 iD 第 i 效的加熱蒸汽量， kg/h，當(dāng)無(wú)額外蒸 汽抽出時(shí) iD = 1iW? ； ir 第 i 效加熱蒸氣的汽化潛熱， kJ/kg ； r? 第 i 效二次蒸氣的汽化潛熱， kJ/kg； 0pc 原料液的比熱 ， ).( CkgkJ ? ； pwc 水的比熱， ).( CkgkJ ? ； it ， 1it? 分別為第 i效及第 i1效溶液的沸點(diǎn)，℃； i? 第 i 效的熱利用系數(shù)無(wú)因次，對(duì)于加熱 蒸汽 消耗量，可列出各效焓衡算式并與式 12 nW W W W? ? ? ????聯(lián)解而求得。111rrD =? 1 ? = 1D (a) 同理第二效的熱衡算式為 : 2?=?()= 所以 ? ? ?????? ??????2211022122 r ttCWFCr rWW pWp? =?[ 1W ? +(10000? 1W ? )? ] = 1W +577 (b) ? 2W = 2? 2239。62 2 1 39 10 .7 1 21 88 .2 8 10 00 / 36 00 2. 37 71 10Q D r W? ? ? ? ? ? 39。其各效溶液濃度無(wú)明顯變化不必再算。 有效溫度差的再分配 平均傳熱面積： 1 1 2 2125 1 2 1 . 6 8 5 1 . 4 3 8 . 5 2 5 1 . 2 62 1 . 6 8 3 8 . 5 2S t S tS tt? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ? ? ℃ 重新分配有效溫度差得： 111 51 2 1 . 6 8 2 1 . 5 75 1 . 2 6SttS?? ? ? ? ? ? ? ℃； 222 5 1 . 4 3 8 . 5 2 3 8 . 6 25 1 . 2 6SttS?? ? ? ? ? ? ? ℃ 7 所以計(jì)算結(jié)果合理 ,取平均面積的 S =( 12SS? )/2= ?完成液的濃度為： 1 ? ， 2 ? 主體設(shè)備選型 蒸發(fā)裝置的設(shè)備主要包括汽液分離器和蒸汽冷凝設(shè)備，還需要真空泵，疏水器等輔助設(shè)備。其類型較多，在分離室頂部設(shè)置的有簡(jiǎn)易式，慣性式及網(wǎng)式除沫器等，在蒸發(fā)器外部設(shè)置的有折流式，旋流式及離心式除沫器等。因此，本次設(shè)計(jì)采用慣性式除沫器。的距離，除沫器內(nèi)管頂部與器頂 mh ?? 01 273 2 12 249D D m m? ? ? ? ? 1 2 3: : 1 : : 2 249 : 373 .5 : 498D D D ?? 3 500H D mm?? 1( ~ ) 249 112hD? ? ? ?mm 所以，以上除沫器內(nèi)管選用 mm12273?? 的不銹鋼無(wú)縫鋼管 ,除沫器外罩管選用 mm9402?? 的 不銹鋼無(wú)縫鋼管 ，除沫器外殼直徑選 16530?? 的不銹鋼無(wú)縫鋼管 。冷凝器分為 直接接觸式冷凝器和間壁式冷凝器，當(dāng)二次蒸汽為水蒸氣不需要回收時(shí)，可采用直接接觸式冷凝器，使二次蒸汽與冷凝水直接接觸進(jìn)行熱交換，其冷凝效果好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，造價(jià)低廉，因此，本次實(shí)驗(yàn)采用直接接觸式冷凝器。 多孔多板式是目前廣泛使用的型式之一。但多孔易堵塞，二次蒸汽在折流過(guò)程中壓力增大，所以也采用壓力較小的單層多孔板冷凝器，但冷凝效果差。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，壓力較大。冷水與二次蒸汽在填料表面接觸，提高了冷凝效果。 水噴射式冷凝器，冷卻水依靠泵加壓后經(jīng)噴嘴霧 化使二次蒸汽冷凝。此過(guò)程產(chǎn)生真空，則不需要真空泵就可以造成和保持系統(tǒng)的真空度。 各種型式蒸汽冷 凝器的性能比較如下表： 表 34 各種型式蒸汽冷凝器的性能比較 項(xiàng)目 型式 多層多孔板式 單層多孔板式 水簾式 填充塔式 水噴射式 水氣接觸面 大 較小 較大
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