【正文】 （ 3）各效的焓衡算 第Ⅰ效： 1 1 11 1 139。2 1 1 8 7 9 1 . 6 6 2 1 3 8 . 1 2 1 0Q = W r = 5 2 2 1 5 6 2 . 2 4 W3600?? ? 則第二效蒸發(fā)器傳熱面積為 222 22Q 5221562. 24S = 1 2 9 . 8 8K t 1 9 0 0 2 1 . 1 6 m???? 339。其各效溶液濃度無明顯變化，不需重新計(jì)算。其主要結(jié)構(gòu)尺寸包括：加熱室和分離室的直徑和高度；加熱管和循環(huán)管的規(guī)格，長度及在花板上的排列方式等。 我們選取的中央循環(huán)管式蒸發(fā)器的計(jì)算方法如下。管子長度的選擇應(yīng)根據(jù)溶液結(jié)垢的難易程度，溶液的起泡性和廠房的高度等因素綜合考慮。 由下式估算所需管數(shù)： ? ? ? ?39。 因加熱管固定在管板上，考慮到管板厚度占據(jù)的傳熱面積，計(jì)算 n? 時(shí)的管長用（ ） m。 循環(huán)管直徑的選擇 循環(huán)管的截面積是根據(jù)使循環(huán)阻力盡量減少的原則來考慮的。110 . 4 ~ 1 4 1 4 0 . 4 3 8 2 2 . 5 0 . 4 2 5D n d m? ? ? ? ? ? ? 對(duì)于加熱面積小的蒸發(fā)器，應(yīng)取較大的的百分?jǐn)?shù)。 加熱室直徑及加熱管數(shù)目的確定 加熱室的內(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。管心距 t 為相鄰兩管中心線之間的距離， t 一般為加熱管外徑的 倍。 表 31 三角形排列時(shí)加熱管直徑與管心距的關(guān)系 加熱管外徑 0d ， mm 19 25 38 57 管心距 t,mm 25 32 48 70 加熱室內(nèi)徑和加熱管數(shù)采用作圖法來確定，具體做法是：先計(jì)算管束中心線上管束 ，管 子按正三角形排列時(shí)， nnc ? 管子按正方形排列時(shí)， nnc ? 式中 n—— 總加熱管數(shù) 以三角形排列初步估算加熱室內(nèi)徑，即 414 23nn? ? ? ? 加熱室內(nèi)徑 ? ? ? ? 01 2 1 ~ 1 .5icD t n d? ? ? ? ? ?48 23 1 2 1. 5 38? ? ? ? ? ?1170mm? 根據(jù)初估加熱室內(nèi)徑值和容器公稱直徑系列，試選一個(gè)內(nèi)徑作為加熱室內(nèi)徑，并以此內(nèi)徑和循環(huán)管外 徑作同心圓，在同心圓的環(huán)隙中，按加熱管的排列方式和管心距作圖。n ，如不滿足，應(yīng)令選一設(shè)備內(nèi)徑，重新作圖，直至合適為止。 表 32 殼體的尺寸標(biāo)準(zhǔn) 殼體內(nèi)徑， mm 400700 8001000 11001500 16002021 最小壁厚， mm 8 10 12 14 根據(jù)表選取加熱室殼體內(nèi)徑為 1200mm，壁厚為 12 mm。 分離室直徑和高度的確 定 分離室的直徑和高度取決于分離室的體積，而分離室的體積又與二次蒸汽的體積流量及蒸發(fā)體積強(qiáng)度有關(guān)。 現(xiàn)取分離室中 U= ）smm ?33 /( ；而二次蒸汽的密度見表 33。為了方便起見，設(shè)計(jì)時(shí)各效分離室尺寸可取一致。所以分離器的體積選取其中的最大者，即 ? 分離室體積確定后，其高度 H 與直徑 D 符合下列關(guān)系：HDV 24?? 2~1/ ?DH 。分離室的直徑也不能太小，否則二次蒸汽流速過大，導(dǎo)致霧沫夾帶現(xiàn)象嚴(yán)重。 溶液的進(jìn)出口管 對(duì)于并流加料的三效蒸發(fā)，第一效溶液的流量最大，若各效設(shè)備尺寸一致的話，根據(jù)第一效溶液流量來確定接管。 加熱蒸汽與二次蒸汽接管 查表 已知 31 1 /kg m? ? ， 32 3 /kg m? ? ， 33 2 /kg m? ? ；又適宜的飽和蒸汽流速一般在 30 和 50 （ sm/ ）之間取 u =50 sm/ 。 冷凝水出口 冷凝水的排出一般屬于液體自然流動(dòng)（ u= m/s），接管直徑應(yīng)由各效加熱蒸汽消耗量較大者確定。 可計(jì)算冷凝水出口管徑： 4 4 9 4 0 6 . 4 6 0 . 0 3 43 . 1 4 0 . 1 3 6 0 0 9 7 5sVdmu? ?? ? ?? ? ? 可以由不銹鋼管規(guī)格表查得選取的冷凝水出口管徑規(guī)格為 mm240?? 。 氣液分離器 蒸發(fā)操作時(shí)，二次蒸汽中夾帶大量的液體，雖在分離室得到初步分離，但為了防止有用的產(chǎn)品損失或污染冷凝液體，還需設(shè)置氣液分離器，以使霧沫中的液體聚集并與二次蒸汽分離，故氣液分離 器又稱為捕沫器或除沫器。 慣性式除沫器是利用帶有液滴的二次蒸汽在突然改變運(yùn)動(dòng)方向時(shí)，液滴因慣性作用而與蒸汽分離。本設(shè)計(jì)選用慣性式除沫器。 蒸汽冷凝器主要類型 蒸汽冷凝器的作用是用冷卻水將二次蒸汽冷凝。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。 直接接觸式冷凝器有多孔板式、水簾式、填充塔式及水噴射式等。 水噴射式冷凝器的工作原理是冷卻水依 靠泵加壓后經(jīng)噴嘴霧化使二次蒸汽冷凝。此過程產(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。 蒸汽冷凝器的設(shè)計(jì)與選用 工作水量的計(jì)算 對(duì)以冷凝為主的水噴射式冷凝器，其冷卻水用量決定于被冷凝蒸汽的熱焓、冷卻水的進(jìn)出口溫度，按下式計(jì)算： 冷卻水用量 3 9 9 7 6 .4 2 /D W kg h?? ，冷卻水進(jìn)出口溫度分別為 201?t ℃， 402?t ℃ 平均溫度 12302ttt ???℃ 由平均溫度查得： )/(1 8 CkgkJC p ??? ； 蒸汽的焓 kgkJI /? ? ?12 2 )( ttC tCIDW P P??? ? ?? ? 59 9 7 6 . 4 2 2 6 0 6 . 4 4 . 1 8 7 4 0 2 . 9 1 0 /4 . 1 8 7 4 0 2 0 k g h? ? ?? ? ??? 式中 W —— 冷卻水用量， ；hg/k D —— 冷 凝蒸汽量， ；hg/k I —— 蒸汽的焓， ；kgJ/k 21,tt —— 冷卻水進(jìn)出口溫度，℃（冷卻水可循環(huán)使用）； pC —— 冷卻水平均比熱， ?gJ k/(k ℃）。選定，一般為 mmmm 221285 ?? 0d 后， 噴嘴個(gè)數(shù) n 的確定公式為： 12043600 udnW ?? ? 選擇適宜的噴嘴直徑： mmd 200 ? 120360 04 udWn ???? ?? ? ?5 234 2 .9 1 0 29 9 5 .7 3 6 0 0 3 .1 4 2 0 1 0 3 2 .1 4?????? ? ? ? ?（個(gè)） 可以取噴頭的數(shù)目為 2 個(gè)。 式中 cP? —— 排出壓強(qiáng)與吸入壓強(qiáng)之差， Pa （ 3）噴射器其他各部分尺寸 噴射器其他各部分尺寸按下列范圍選取 : 文氏管喉管長度 233 3 38 114L d m m? ? ? ? 實(shí)際中取 120 mm 文氏管收 縮口直徑 ? ?231. 58 ~ 1. 78 1. 6 38 60 .8d d m m? ? ? ? 故選用 ?? 無縫不銹鋼管 文氏管收縮段長度 ? ? ? ? ? ?1 2 31 .7 ~ 5 .1 5 5 6 0 .8 3 8 1 1 4L d d m m? ? ? ? ? ? 實(shí)際中取 120 mm 文氏管收縮角度 39。2 543??? 左右 射流長度的決定 噴射水的射流長度，是指噴嘴出口處到聚焦點(diǎn)的水柱長度。實(shí)踐證明，射流長度以不出現(xiàn)散流為度，即設(shè)計(jì)水噴射冷凝器時(shí)，既要考慮到有利于熱交換，又要照顧到不凝性氣體的排除能力。噴射冷凝器的射流長度與噴嘴直徑的關(guān)系見表 43。 表 51 蒸發(fā)操作參數(shù) 效數(shù) 參數(shù) 1 2 3 冷凝器 加熱蒸汽溫度，℃ 溶液沸點(diǎn)， ℃ 完成液組成 蒸發(fā)水量， kg/h 生蒸汽量， kg/h 傳熱面積， 2m 143 143 143 表 52蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)參數(shù) 加熱管數(shù)目 ,根 414 循環(huán)管管徑 426 12mm? ? 加熱管外徑， mm 38 分離室直徑， m 分離室高度， m 溶液進(jìn)出口尺寸 89 ? ? 加熱蒸汽和二次蒸汽出口 273 16mm? ? 冷凝水出口 mm240?? 表 53 氣液分離器結(jié)構(gòu)參數(shù) 二次蒸汽的管徑， mm 240 除沫器內(nèi)管的直徑， mm 240 規(guī)格 273 16mm? ? 除沫器外罩管的 直徑， mm 360 規(guī)格 377 8mm? ? 除沫器外殼的直徑， mm 214 規(guī)格 mm15245?? 除沫器的總高度， mm 480 除沫器內(nèi)管頂部和器頂?shù)木嚯x， mm 120 冷凝器類型：水噴射式蒸汽冷凝器 表 54冷凝器結(jié)構(gòu)參數(shù) 工作水量， hkg/ 10? 噴嘴數(shù)，個(gè) 2 噴嘴直徑， mm 20 文氏管喉部管徑 45 ? ? 文氏管喉管長度， mm 114 文氏管收縮口直徑， ?? 文氏管收縮段長度， mm 114 文氏管收縮角度 ， 39。543? 噴射水流長度， mm 1400