【正文】 且底部向內(nèi)凹，以免使錐體斜面下流的液體再向中央聚集；右邊所示的分布器是使液體通過齒縫分布到加熱器內(nèi)壁成膜狀下流。所以對于本設(shè)計而言，海水的預(yù)處理是必須的，這樣可以減少設(shè)備內(nèi)結(jié)垢，提高設(shè)備壽命。表3—2為不同蒸發(fā)裝置的蒸汽消耗量，其中實際消耗量包括蒸發(fā)裝置的各項熱損失。因此，必須選擇合理的蒸發(fā)效數(shù)，使操作費和設(shè)備費之和最少。但效數(shù)越多，設(shè)備的固定投資越大，設(shè)備的折舊費就越高，而且隨效數(shù)的增加，所節(jié)約的蒸餾越來越少。最合適的效數(shù)是使操作費和設(shè)備費的總和最小。在實際的工業(yè)生產(chǎn)中，蒸汽的壓力和冷凝器的壓力都有一定的限制。當(dāng)效數(shù)增加時，由于各效溫差損失總和的增加，使總有效溫差減小，分配到各效的有效的溫差有可能小至無法保證各效料液的正常沸騰，蒸發(fā)操作將難于進行。 多效蒸發(fā)流程的選擇多效蒸發(fā)操作蒸汽和物料的流向有多種組合，根據(jù)加熱蒸汽和料液流向的不同，多效蒸發(fā)的操作流程可分為以下幾類；并流：料液與加熱蒸汽的流向相同逆流：料液流動方向和加熱蒸汽的流向相反平流：每一效都單獨平行加入料液錯流：料液與加熱蒸汽在有些效間并流，在有些效間逆流根據(jù)題目的工藝參數(shù)要求，我們選用并流蒸發(fā)流程。但是對于海水淡化而言，濃度變化的影響很小。冷凝器有間壁式冷凝器和接觸式冷凝器兩種。混合式冷凝器在蒸發(fā)過程中應(yīng)用最為廣泛。二次蒸汽經(jīng)除沫器后從蒸發(fā)器引出，也可在蒸發(fā)器外設(shè)置專門的除沫器 降膜式蒸發(fā)器的設(shè)計降膜蒸發(fā)器的主要結(jié)構(gòu)尺寸：1. 加熱室、分離室的高度2. 加熱室、分離室的直徑3. 加熱管的規(guī)格和長度4. 加熱管在管板上的排列方式 加熱管的選擇和管數(shù)的計算蒸發(fā)器的加熱管通常選用235等幾種規(guī)格的無縫鋼管，～2m。根據(jù)設(shè)計任務(wù)和溶液性質(zhì)，對加熱管的選型：根據(jù)經(jīng)驗選?。?7，長度L=。加熱管在管板上的排列方式選用三角形排列。由表中可以查得，我們選用的管子管心距是： t =70mm管子按照正三角形排列時，計算管束中心線上管數(shù)ne 可用下面的公式： ne = = =（根）圓整為： ne = 12（根）計算加熱室內(nèi)徑： D1 = t (ne 1) +2 b′其中： D1——加熱室內(nèi)徑，mm則： D1 = 70（12 1）+257 =941mm加熱室的內(nèi)徑是941mm，可取壁厚12mm 計算分離室的直徑和高度分離室的直徑和高度取決于分離室的體積，同時，分離室的體積又與二次蒸汽的體積流量和蒸汽體積流量和蒸汽體積強度有關(guān)。s) 。～ m3/ (m3 m3/ (m3則 取確定高度和直徑的關(guān)系時考慮以下原則：（1） 分離室的高度和直徑之比H/D =1～，以保證足夠的霧沫分離高度。（2） 在條件允許的情況下，分離室的直徑盡量與加熱室相同，這樣可以使結(jié)構(gòu)簡單、制造方便?；谝陨显瓌t，在此我們可初步確定為： H/D =1那么： H = D = 計算接管尺寸計算流體進出口接管的內(nèi)徑：d =其中：Vs——流體的體積流量，m3/s u——流體的適宜流速，m/s自然流動強制流動飽和蒸汽空氣及其他氣體 ～15 ～20 ～3015 ～20 表3—4 常見流體的適宜流速（m/s） u取 m/s Vs = =103 m/s d= =由于第一效料液的流量最大，若各效料液采用相同的尺寸，則可根據(jù)第一效的料液的流量來確定接管的尺寸?！?，初始溫度為25℃ 熱流量Q=W△t =1111015=105 KJ/h= W1== = KJ/hW2 === KJ/hW3 === KJ/h 平均傳熱溫差△tm1 ==℃△tm2 ==℃△tm3 ==℃ 初選換熱器規(guī)格根據(jù)兩流體的情況，K=400 W/(㎡根據(jù)換熱器選用標(biāo)準(zhǔn)選用如下規(guī)格換熱器：公稱直徑：D=400mm管程數(shù)：Np=2換熱管數(shù)量：n=102換熱管長：L=3000mm換熱面積：S0=㎡不銹鋼耐酸鋼管：25管程通道截面積：f=㎡ 其它結(jié)構(gòu)尺寸換熱管應(yīng)用三角形排列方式，中心距為32mm,中心排管數(shù)為9采用弓形折流板，圓缺率為25%，折流板間距為300mm,厚度為3mm拉桿定距桿的結(jié)構(gòu)：拉桿直徑為16mm,數(shù)量為4 結(jié)構(gòu)設(shè)計與強度計算 壁厚的確定取設(shè)計溫度為100℃，Pc =選取16 MnR 鋼板為桶形材料，t =170 Mpa= = =設(shè)計厚度：=+ C2 =+2=對16 MnR 鋼板，鋼板負偏差C1 =,因此取=，通過查鋼板規(guī)格取得= 。 換熱器管箱及封頭厚度選用標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭管箱。顯然曲=。 開孔補強的計算本接管外徑均大于89mm，需要進行開孔補強。 a．管箱短節(jié)開孔補強及校核 b．開孔補強采用等面積不強法，由于工藝設(shè)計給定的接管尺寸，選用標(biāo)準(zhǔn)管1084，選20號熱軋?zhí)妓劁摴?180Mpa，1084，C2 =接管計算厚度：St = = =接管有效厚度：Set =Snt –C2C1=414 =開孔直徑：d=di + 2 C =100+2 = 接管有效補寬度：B= 2d =2 =接管外側(cè)有效補強高度：h1 = = =需要的補強面積：A =ds = =161 mm2可以作為補強面積的為：A1 =（Bd）(SeS)=()()= mm2該接管補強的強度足夠，不需令設(shè)補強結(jié)構(gòu)。由于工藝計算給定的接管尺寸選用標(biāo)準(zhǔn)管1334，選20號熱軋?zhí)妓劁摴?130Mpa，1334，C2 =接管計算厚度：St= = =接管有效厚度：Set =Snt –C2C1=414 =開孔直徑：d=di + 2 C =125+2(1+4)=接管有效補寬度：B= 2d =2=接管外側(cè)有效補強高度:h1 ===需要的補強面積：A =ds = =200 mm2可以作為補強面積的為：A1 =（Bd）(SeS)=()()= mm2A2 =2h(Set St) fr =2() 130/170 = mm2該接管補強的強度足夠，不需令設(shè)補強結(jié)構(gòu)。管板與法蘭連接的密封面為凹凸面。當(dāng)二次蒸汽與冷卻水直接接觸進行熱交換，其冷凝效果好、結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、價格低廉，因此被廣泛采用。水簾式、填充塔式及水噴射式等。但多孔板易堵塞，二次蒸汽在折流過程中壓力增大，所以也采用壓力較小的單層多扎板式冷凝器。根據(jù)本設(shè)計的需要，我們選用多層孔板式蒸汽冷凝器。淋水板間距：當(dāng)淋水板取7～9塊時，Ln+1=(～) Ln, L7≥弓形淋水板的寬帶：最上面的一塊 B=（～）D m，其它各板B=+ mB1= B2=B3=B4=B5=B6=B7= m淋水板堰高h：當(dāng)D＜500mm時，h=40mm；當(dāng)D≥500mm時，h=50～70mm。淋水板孔徑：若冷卻水質(zhì)較好或冷卻水不循環(huán)使用時，d可取4～5mm；反之，可取6～10mm。淋水板采用正三角形排列。第4章 太陽能集熱裝置的設(shè)計與選用第4章 太陽能集熱裝置的設(shè)計與選用在太陽能的熱利用中，關(guān)鍵是將太陽的輻射能轉(zhuǎn)換為熱能。由于用途不同，集熱器及其匹配的系統(tǒng)類型分為許多種，名稱也不同，如用于炊事的太陽灶、用于產(chǎn)生熱水的太陽能熱水器、用于干燥物品的太陽能干燥器、用于熔煉金屬的太陽能熔爐，以及太陽房、太陽能熱電站、太陽能海水淡化器等等。非聚光式集熱器是利用熱箱原理將太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能的設(shè)備，它的吸熱體基本上為平板形狀，吸熱面積與采光面積近似相等；聚光型集熱器利用聚焦原理，即利用光線的反射和折射原理，采用反射器或折射器使陽光改變方向，把太陽光聚集集中照射在吸熱體較小的面積上，增大單位面積的輻射強度，從而使集熱器獲得更高的溫度。℃m——水的流量， kg/hI ——太陽平輻射量， W/ m2——集熱器的效率， ％ (設(shè)為 60%)——系統(tǒng)的熱損耗， ％ (設(shè)為15%)A = = = m2考慮結(jié)構(gòu)的影響，圓整為510 m2 太陽能集熱器的結(jié)構(gòu)為提高太陽能的吸收率和加熱蒸汽的溫度，我們的太陽能集熱器采用高效整體式復(fù)合拋物型集熱器的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)不僅能夠提供較高的溫度，同時也不需要設(shè)計跟蹤裝置，是集熱器結(jié)垢更為簡單，壽命更長。它是將傳統(tǒng)的CPC系統(tǒng)置于全玻璃真空管內(nèi)，既有聚焦集熱器的性能，也大大降低了接收器對外的熱損失。它所具備的獨特優(yōu)點可歸納為：它是至今唯一不需要跟蹤而可提供100～300℃的熱能，而且性能不受供熱溫度和外界環(huán)境溫度的影響。由于它有較大的接受角，故在運行時不需要連續(xù)跟蹤太陽，只需根據(jù)接受角的大小和收集陽光的小時數(shù)，每年定期調(diào)整傾角若干次就可有效的工作。它可接受直射太陽輻射和部分散射輻射，并能接受一般跟蹤聚光器所不能接受的“太陽能周圍輻射”。對聚光面型加工精度要求不嚴格，將其應(yīng)用在太陽能集熱器中，可以有效地降低太陽能集熱器的成本。能有效吸收太陽能光線，增加了集熱管的光學(xué)效率。陽光照射或反射到真空管選擇性吸收涂層，產(chǎn)生熱量后通過肋片將熱量傳給熱虹吸管（簡稱熱管），熱管獲得熱量（同時含有真空管悶曬熱量）后通過冷凝段將熱量傳給集熱介質(zhì)。，能經(jīng)受風(fēng)雨的侵蝕。，能經(jīng)受運輸和中等撞擊。鑒于以上要求，本文設(shè)計選用薄殼鑄鐵外殼，該種外殼采用我國傳統(tǒng)的鐵鍋壓鑄工藝，厚度僅為3mm，可分為多塊組裝。運輸和組裝方便。綜合考慮本次研究選用普通玻璃鏡片。缺點是反光率不高、質(zhì)量較大、粘貼麻煩，尤其是鏡片間隙不易粘牢，特別是雨水進入容易造成反光層脫落，影響使用。 太陽能集熱器絕熱儲水箱的選型 水箱的作用和分類 水箱是太陽能集熱器的主要部件之一，是作為儲存冷熱水的裝置，應(yīng)具有良好的保溫性能。水箱的外形有很多種，按加工外形可分為方形水箱、圓柱形水箱和球形水箱；按水箱的放置方法可分為立式水箱和臥式水箱；按水箱是否保溫分為保溫水箱和非保溫水箱。應(yīng)在保證質(zhì)量，使用方便的前提下降低成本。外形既要美觀大方，又要盡量減少污染，還要節(jié)約用料。 水箱的技術(shù)要求 由于水箱一般安置在室外，長期受日曬雨淋，嚴重冷凍，環(huán)境條件十分惡劣，因此對水箱的使用壽命和性能要求比電、氣熱水器要高，具體的技術(shù)要求如下：（1） 水箱必須在承受一定的水壓時不能滲透。（2） 要求水箱在較高的溫度（80～100℃），能確保水的質(zhì)量，達到飲用水的標(biāo)準(zhǔn)，（3） 水箱必須要有足夠的機械強度和剛度。（5） 具有很好的耐候性能及較長的使用壽命。 水箱的常用的材料 內(nèi)膽材料：水箱內(nèi)膽的常用材料有不銹鋼、防銹鋁、搪瓷、鍍鋅鋼板、玻璃板和塑料等。 保溫材料：水箱的保溫材料很多，如巖棉、玻璃棉、水玻璃膨脹珍珠巖等。聚氨酯與聚苯復(fù)合泡沫保溫較為理想，即解決了高溫焦化，又解決了受潮膨脹的問題。組合式水箱的單體小而圓，睡得進出形式是低進高出，使用時既可用頂水法，又可用落水法。接受陽光面的吸熱涂層盡量選用吸熱較好的材料或高效選擇性涂料。開口式儲水箱的結(jié)構(gòu)和性能：開口式水箱的結(jié)構(gòu)是在水箱上設(shè)有連通大氣的出口。開口式水箱用薄料、制造簡單、成本低、使用壽命長，使用時，一般為落長法。當(dāng)熱水管彎曲較多時，頂水法無法使用。排氣口既是進出氣口，又是溢流口。封閉式儲水箱的結(jié)構(gòu)和性能：封閉式儲水箱是水箱上設(shè)有進、出水口。 本章小結(jié)本章進行的是太陽能集熱裝置的設(shè)計與選用，首先進行了集熱器的計算然后依據(jù)結(jié)果選擇了集熱器的結(jié)構(gòu)、材料及絕熱儲水箱。本次設(shè)計為30噸/天的產(chǎn)量，屬于小型海水淡化裝置，目的主要是應(yīng)用于海島或干旱缺水地區(qū)，解決飲用水問題。設(shè)計中對各種機構(gòu)進行了性能的分析和計算，最終選用三效蒸發(fā)作為本次設(shè)計的依據(jù)。設(shè)計中使用節(jié)流閥，使得蒸發(fā)器內(nèi)的壓力得以控制，從而保質(zhì)保量的完成任務(wù)。本次設(shè)計所研究的內(nèi)容是對海水淡化的進一步深入研究和設(shè)計，具有重要的理論意義和實用價值。 B, 2nd Ed. New York:Academic Press, 19801R. development of the multistage flash distillation process: A designer39。太陽能海水淡化技術(shù)。李正良，鄭宏飛，附錄1附錄1一、 選題意義淡水是人類社會賴以生存和發(fā)展的基本物質(zhì)之一。水對人體健康至關(guān)重要，一旦失去體內(nèi)水分10％ ，生理功能即嚴重紊亂；失去水分20％ ，人很快就會死亡。據(jù)測算，我國人均占有水量只居世界的第 108 位。這些地區(qū)的人們由于長期飲用不符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的水，產(chǎn)生了各種病癥，直接影響著他們的身體健康和當(dāng)?shù)氐?經(jīng)濟建設(shè)。 　　為了增大淡水的供應(yīng)，除了采用常規(guī)的措施，比如就近引水或跨流域引水之外，一條有利的途徑就是就近進行海水或苦咸水的淡化，特別是對于那些用水量分散而且偏遠的地區(qū)更適宜用此方法。據(jù)報道，截至1990 年，全世界已安裝的海水淡化裝置的產(chǎn)水能力為13，000，000立方米／天。淡化水的迅速增加，就會產(chǎn)生一系列的問題，其中最突出的就是能源的消耗問題。即使人們支付得起這筆燃料的費用，但地球的溫室效應(yīng)、空氣污染等也告示人們必須謹慎從事。二、 論文綜述中國太陽能海水淡化技術(shù)的研究，走過了近 25年的歷史，取得了可喜的成績。第一階段在上世紀整個 80年代至90年代初期。那時，包括太陽能蒸餾器在內(nèi)的許多太陽能應(yīng)用技術(shù)，如太陽能干燥器、太陽能熱水器、太陽能集熱器、太陽房以及太陽能聚光器等都吸引了許多科學(xué)家進行研究。第二階段在上世紀 90年代初到90年代末。在設(shè)法減少裝置中海水的容量方