日產(chǎn)噸濃縮牛奶蒸發(fā)器的設(shè)計(jì)

1、食品工程原理課程設(shè)計(jì)9 / 22目別業(yè)號名碼號機(jī) 題系專學(xué)姓手日產(chǎn)12噸濃縮牛奶蒸發(fā)器的設(shè)計(jì)食品與生物工程學(xué)院食品科學(xué)與工程2013年1 月3 日第一章任務(wù)書 41.設(shè)計(jì)任務(wù)及操作條件 4第二章蒸發(fā)工藝設(shè)計(jì)計(jì)算 4§ 1蒸濃液濃度計(jì)算 4S2溶液沸點(diǎn)和有效溫度差的確定 5§ 21各效由于溶液的蒸汽壓下降所引起的溫度差損失 6§ 22各效由于溶液靜壓強(qiáng)所因引起的溫度差損失 6§ 23由經(jīng)驗(yàn)不計(jì)流體阻力產(chǎn)生壓降所引起的溫度差損失 7§ 2 - 3加熱蒸汽消耗量和各效蒸發(fā)水量的計(jì)算 8§2 4蒸發(fā)器的傳熱面積和有效溫度差在各效中的分布 9&

2、#167; 5有效溫差再分配 10第三章蒸發(fā)器工藝尺寸計(jì)算 12§ 3 - 1加熱管的選擇和管數(shù)的初步估計(jì) 12§3 1 1加熱管的選擇和管數(shù)的初步估計(jì) 12§3 1 2循環(huán)管的選擇 13§ 3 - 1 - 3加熱室直徑及加熱管數(shù)目的確定 13§3 1 4分離室直徑與高度的確定 14§3 2接管尺寸的確定 15§3 2 1溶液進(jìn)出口 15§3 2 2加熱蒸氣進(jìn)口與二次蒸汽出口 15§3 2 3冷凝水出口 15第四章、蒸發(fā)裝置的輔助設(shè)備 16§4 1氣液分離器 16§4 2蒸汽冷凝器 1

3、6§4 2 1由計(jì)算可知，進(jìn)入冷凝器的二次蒸汽的體積流量可計(jì)算得到冷凝器的直徑 D 17第五章工藝計(jì)算匯總表 17第六章 工藝流程圖、主體設(shè)備結(jié)構(gòu)圖 17§4 工藝流程圖 18§4 -2主體設(shè)備結(jié)構(gòu)圖 18第七章 課程設(shè)計(jì)心得 21參考文獻(xiàn)： 22第一章任務(wù)書1.設(shè)計(jì)任務(wù)日產(chǎn)12噸濃縮牛奶蒸發(fā)器的設(shè)計(jì)一、原始數(shù)據(jù)：加熱蒸氣壓：240kpa冷凝器真空度：90 kpa絕對壓力：1.3 104 pa原料濃度：13%成品濃度：42-48%牛奶原料密度：1030kg/m 3日產(chǎn)量：12T/天日工作時間：10h生產(chǎn)車間在一樓冷凝水使用深井水，平均水溫10 C第二章蒸發(fā)工藝設(shè)計(jì)

4、計(jì)算§ 2 1蒸濃液濃度計(jì)算多效蒸發(fā)的工藝計(jì)算的主要依據(jù)是物料衡算和、熱量衡算及傳熱速率方程計(jì)算的主要項(xiàng)目有：加熱蒸氣（生蒸氣）的消耗量、各效溶劑蒸發(fā)量以及各效的 傳熱面積。計(jì)算的已知參數(shù)有：料液的流量、溫度和濃度，最終完成液的濃度， 加熱蒸氣的壓強(qiáng)和冷凝器中的壓強(qiáng)等。蒸發(fā)器的設(shè)計(jì)計(jì)算步驟多效蒸發(fā)的計(jì)算一般采用試算法。（1）根據(jù)工藝要求及溶液的性質(zhì)，確定蒸發(fā)的操作條件（如加熱蒸氣壓強(qiáng)及冷凝器的壓強(qiáng))，蒸發(fā)器的形式、流程和效數(shù)。(2) 根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，初步估計(jì)各效蒸發(fā)量和各效完成液的濃度。(3) 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)假設(shè)蒸氣通過各效的壓強(qiáng)降相等，估算個效溶液沸點(diǎn)和有效總溫差。(4) 根據(jù)蒸發(fā)器的

5、焓衡算，求各效的蒸發(fā)量和傳熱量。(5) 根據(jù)傳熱速率方程計(jì)算各效的傳熱面積。若求得的各效傳熱面積不相等，則 應(yīng)按下面介紹的方法重新分配有效溫度差，重復(fù)步驟(3)至(5),直到所求得各 效傳熱面積相等(或滿足預(yù)先給出的精度要求)為止。F=41.2 1010=1200kg/h總蒸發(fā)量：W=F ( 1-空)=1875 (1- 013 )=828.6kg/hX20.42并流加料蒸發(fā)中無額外蒸汽引出，可設(shè)w ：W2 =1:1.1而 W=WW=828.6kg/h由以上三式可得：W=394.6kg/h;W2=434.0kg/h;設(shè)各效間的壓強(qiáng)降相等，則總壓強(qiáng)差為:F X。X= F -W =0.19; X 2

6、=F X。F W W2 =0 42§ 2 2溶液沸點(diǎn)和有效溫度差的確定由各效的二次蒸汽壓強(qiáng)從手冊中查得相應(yīng)的二次蒸汽溫度和汽化潛熱列與下表中蒸汽壓力(KPa)溫度(C)汽化熱(kJ/kg)一效加熱蒸汽551155.32101.9一效二次蒸汽19.9602393.9二效加熱蒸汽19.8592313.4二效二次蒸汽7.439.82401.6進(jìn)冷凝器蒸汽738.82403.8多效蒸發(fā)中的有效傳熱總溫度差可用下式計(jì)算:有效總溫度差t=(T1 -Tk)八,式中t- 有效總溫度差，為各效有效溫度差之和，c。第一效加熱蒸氣的溫度，C。Tk-冷凝器操作壓強(qiáng)下二次蒸氣的飽和溫度，c。一 總的溫度差損失

7、，為各效溫度差損失之和，c,式中 7 '： /-由于溶液的蒸汽壓下降而引起的溫度差損失，°c,為去-由于蒸發(fā)器紅溶液的靜壓強(qiáng)而引起的溫度差損失，c, 乞 '川一 由于管道流體阻力產(chǎn)生壓強(qiáng)降而引起的溫度差損失，c,§ 2 2 1各效由于溶液的蒸汽壓下降所引起的溫度差損失貝Uf =.0 16.2t2心0.016.2(273.2 +39.8 f2401.6-0.66f =0.0“ y '273.2 6016.2"0.016.2 =0.75r2393.9=1 =0.75 0.38 =0.28 C：2 二 0.661.8 =1.19 C'&#

8、39;=0.28+1.19=1.5 C§ 2 2 2各效由于溶液靜壓強(qiáng)所因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，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)來查取，平均壓強(qiáng)近似按靜力學(xué)方程估算：3pm=p/+ 2式中pm蒸發(fā)器中液面和底層的平均壓強(qiáng)，pap/ 二次蒸氣的壓強(qiáng)，即液面處的壓強(qiáng)，pa一溶液的平均密度，L -液層高度 g-重力加速度,根據(jù)pm=p/+ 2取液位高度為1米有牛乳的平均密度&

9、#39;=1.030工、kg/m31.030 9.81 1Pm1=9.9 +=25.0KPa2Pm2=7.4.1.030 9.81 二計(jì)®2對應(yīng)的飽和溶液溫度為：/ /Tpm1 =63.3 C ; T pm2 =49.2 C;根據(jù) = tpm _tp式中tpm -根據(jù)平均壓強(qiáng)求取牛乳的沸點(diǎn)C,如-根據(jù)二次蒸氣壓強(qiáng)求得水的沸 點(diǎn)C/ /所以"1= T pm1- T 1 =63.3-60=3.3 C/ /2= T pm2- T 2 =49.2-39.8=9.4 C為少=3.3+9.4=12.7 C§ 2 2 3由經(jīng)驗(yàn)不計(jì)流體阻力產(chǎn)生壓降所引起的溫度差損失由于管道流體阻

10、力產(chǎn)生的壓強(qiáng)降所引起的溫度差損失在多效蒸發(fā)中末效以前各 效的二次蒸汽流到次一效的加熱室的過程中由于管道阻力使其壓強(qiáng)降低蒸汽的 飽和溫度也相應(yīng)降低由此引起的溫度差損失即為:，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)其值可以省略。-j "'厶=1+1+1=3C根據(jù)以估算的各效二次蒸汽壓強(qiáng)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二二=+=1.5+12.7+3=17.2 C溶液的沸點(diǎn)ti=Ti/+：i1 二1：1/Z =0.28+3.3+1=4.6.：2 二宀：2 爲(wèi)T.19 9.4 1 =11.6 C所以各效溶液沸點(diǎn)：t仁60+4.6=64.6 C,t2=38.8+11.6=50.4

11、 C由手冊可查得551KPa飽和蒸汽壓的溫度為155.3 C,汽化熱為2101.0KJ/kg ,所' ：t =(Ts Tk) 一、： =155.3 -38.8 -17.2 =99.3 °C蒸汽壓力(KPa)溫度(C)汽化熱(kJ/kg)一效加熱蒸汽551155.32101.9一效溶液19.964.6一效二次蒸汽19.8602313.4二效溶液2550.4二效加熱蒸汽19.8592313.4二效二次蒸汽7.439.82401.6進(jìn)冷凝器蒸汽738.82403.8§ 2 3加熱蒸汽消耗量和各效蒸發(fā)水量的計(jì)算第i效的焓衡算式為：Qi - Diri 二(FCp0 -Wicp

12、w - W2cpw -._WiCpw) (ti J - ti ) Wir有上式可求得第i效的蒸發(fā)量Wi.若在焓衡算式計(jì)入溶液的能縮熱及蒸發(fā)器的熱 損失時，尚需考慮熱利用系數(shù) 一般溶液的蒸發(fā)，可取得0.960- x (式中 x為溶液的濃度變化，以質(zhì)量分率表示)。第i效的蒸發(fā)量w的計(jì)算式為rt tWDj 丄(FCp° -WCpw-Wg -.-WCpw)4Lrr式中Di-第i效的加熱蒸汽量，當(dāng)無額外蒸汽抽出時口=可ri第i效加熱蒸氣的汽化潛熱第i效二次蒸氣的汽化潛熱Cpo原料液的比熱Cpw水的比熱t(yī)t 4L|5 A.ni分別為 第i效及第i-1效溶液的沸點(diǎn)第i效的熱利用系數(shù)無因次，對于加熱

13、蒸氣消耗量，可列出各效 焓衡算式并與式(3-2)聯(lián)解而求得。第一效的焓衡量式為：W仁ririi =0.960 -0.70.19 -0.16i=0.904由相關(guān)手冊查得Cp0=3.89Kg. C)W= i Diri -0.939D, 2101.0 =0.8528D1 r/2313.4同理第二效的熱衡算式為：地2 I讐 +(Fc。-W1Cpw)t4L，(a):r2t2 一2 =0.960-0.70.42 -0.19=0.785八/ n申2丄/匚ii-上2地+(Fc。-W/Cpw) -r2t2 一=0.7852313.4W1 (1200 3.84.160W1)64 504IL2401.62313.4

14、=0.7680W122.89W1 W2 =828.6kg/h聯(lián)立(a),(b),(c)式,解得：W1=455.7kg/hW2 =372.9kg/hD1 =534.4kg/h§ 2 4蒸發(fā)器的傳熱面積和有效溫度差在各效中的分布任意一效的傳熱速率方程為QiSi= Ki 缶式中 Q-第i效的傳熱速率，WKi-_ 第：效的傳熱系數(shù)，W/(m2, °C)."-第i效的傳熱溫度差，C Si第i效的傳熱面積，m2QD1r534.4 2101.0 103 / 3600 =3.119 105W£ 話-1 =155.3 - 64.6 =90.7 CQ1& %3.11

15、9 105900 90.7= 3.8m223 / 2235Q2 =Wr2 =455.7 2401.6 10 /3600 =3.04 10 W=t2 =T2 -12-12 =60 -50.4 =9.6 CS2Q2K2進(jìn)23.04 1051800 9.6=17.6m誤差為1 -Smn =1Smax6.227.3= 0.784誤差很大,應(yīng)調(diào)整各效的有效溫度差,重復(fù)上述計(jì)算過程§ 2 5有效溫差再分配c S t S2 ：23.8 90.7 17.6 9.6 廠 c 2S5.2m送 &99.3重新分配有效溫度差得，右二 § £ 二38 90.7 = 66.3 CS

16、5.2.述2：二蛍選 二176 9.6 =32.5 CS 5.2重復(fù)上述計(jì)算步驟（1） 計(jì)算各效料液濃度由所求得的各效蒸發(fā)量，可求得各效料液的濃度,即F X。X1 = F 一 w =1200 °13 =0.210; 1200 455.7F X。X2= F-Wi-W2=120°7.13_0.421200 -455.7 -372.9（2）計(jì)算各效料液的溫度因末效完成液濃度和二次蒸汽壓力均不變，各種溫度差損失可視為恒定，故末效溶液的溫度仍為50.4 °C,即卩50.4 °C則第二效加熱蒸汽的溫度（也即第一效二次蒸汽溫度）為T2 二= t2 t2 二 50.4

17、32.5 二 82.9 C所以第一效料液的溫度為=82.9+4.6=87.5 C第一效料液的溫度也可下列計(jì)算 t 1=155.3-67.7=87.6 C說明溶液的各種溫度差損失變化不大，不需重新計(jì)算，股有效總溫度差不變, 即' t =99.3 C溫度差重新分配后各效溫度差情況列于下表:效數(shù)第效第二效加熱蒸汽溫度C155.382.9有效溫度差（C）66.332.5料液溫度（C）87.550.4（3）各效的熱量衡算T/-82.9幾=2281kJ/kgT2 =38.8D =2403.8kJ/kg第一效1 =0.960 -0.70.21 -0.13 =0.904(a)W= ' 匹 二

18、0.904D, 2281.0 二 0.859D,r12403.8第二效Wr21 -t2W2|+(Fc。-WiCpw)T一2t2 一2 =0.960 -0.70.42 -0.21 =0.813(b)W,r2t -t2 I地2.|+仃4 WCpw)忙t2 一228187.5-50.4=0.813W1 (1200 3.89 -4.160W)112403.82403.8= 0.719W158.57W1 W2 =1262.8828.6kg/h(c) 聯(lián)立(a),(b),(c) 式,解得W=4424.0kg/hW =404.6kg/hD1=521.5kg/h與第一次結(jié)果比較，其相對誤差為4241=0.03

19、5455.71-咤404.4= 0.030= 0.024,521.51534.4計(jì)算相對誤差均在0.05以下，故各效蒸發(fā)量的計(jì)算結(jié)果合理。其各效溶液濃度 無明顯變化，不需重新計(jì)算（4）蒸發(fā)器傳熱面積的計(jì)算35QD1r1 =521.5 2101.0 10 /3600 =3.04 10 WCQ1Kr t15.180 105900 67.7二 8.5m2=t2 = 66.3 CQW1r； =424 2401.6 103/3600 = 2.829 105W.t2 =31.6 C=4.8mQ2_ 2.829 100000K2 ：t2 一 1800 32.5誤差為1 一竝 “ _空.=0.048 0.05

20、，迭代計(jì)算結(jié)果合理，取平均傳熱面積Smax5. 1效數(shù)12冷凝器加熱蒸汽溫度（C）155.382.938.8操作壓強(qiáng)Pi/ （KPa）24077溶液沸點(diǎn)tiC87.551.2完成液濃度（）23.542蒸發(fā)水量W Kg/h424.0404.6生蒸汽量D Kg/h887.6424.02傳熱面積S m5.05.0S =4.8 5.12=5.0m2結(jié)算結(jié)果列表第三章蒸發(fā)器工藝尺寸計(jì)算蒸發(fā)器的主要結(jié)構(gòu)尺寸（以下均以第一效為計(jì)算對象） 我們選取的中央循環(huán)管式蒸發(fā)器的計(jì)算方法如下。§ 3 1加熱管的選擇和管數(shù)的初步估計(jì)§ 3 1 1加熱管的選擇和管數(shù)的初步估計(jì)蒸發(fā)器的加熱管通常選用38*

21、2.5mm無縫鋼管。加熱管的長度一般為0.6 2m但也有選用2m以上的管子。管子長度的選擇應(yīng) 根據(jù)溶液結(jié)垢后的難以程度、溶液的起泡性和廠房的高度等因素來考慮，易結(jié)垢 和易起泡沫溶液 的蒸發(fā)易選用短管。根據(jù)我們的設(shè)計(jì)任務(wù)和溶液性質(zhì)，我們選用以下的管子?？筛鶕?jù)經(jīng)驗(yàn)我們選?。篖=0.8M,38 2.5mm可以根據(jù)加熱管的規(guī)格與長度初步估計(jì)所需的管子數(shù)n',二do(L -0.1)330 (根)3.14 38 101.4式中S=-蒸發(fā)器的傳熱面積，m2由前面的工藝計(jì)算決定（優(yōu)化后的面積）； d0-加熱管外徑，m L- 加熱管長度，m 因加熱管固定在管板上， 考慮管板厚度所占據(jù)的傳熱面積，則計(jì)算

22、n'時的管長應(yīng)用（L0.1）m.§ 3 1 2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考慮的。 我們選用的中 央循環(huán)管式蒸發(fā)器的循環(huán)管截面積可取加熱管總截面積的 40%-100%加熱管的 總截面積可按n'計(jì)算。循環(huán)管內(nèi)徑以D1表示，則2 . . 2D1=（40%'100%） n di44D1 = . （0.4 1.0）nd； = 30 33 = 181mm對于加熱面積較小的蒸發(fā)器，應(yīng)去較大的百分?jǐn)?shù)。選取管子的直徑為："185 6.5mm ，29根。循環(huán)管管長與加熱管管長相同為 1.5m。按上式計(jì)算出的D1后應(yīng)從管規(guī)格表中選取的管徑相

23、近的標(biāo)準(zhǔn)管，只要n和n'相差不大。循環(huán)管的規(guī)格一次確定。循環(huán)管的管長與加熱管相等，循環(huán)管的表面 積不計(jì)入傳熱面積中。§ 3 1 3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)目及在管板撒謊能夠的排列 方式。加熱管在管板上的排列方式有三角形排列、正方形排列、同心圓排列。根據(jù) 我們的數(shù)據(jù)表加以比較我們選用三角形排列式。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1.25 1.5 倍, 目前在換熱器設(shè)計(jì)中，管心距的數(shù)據(jù)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，只要確定管子規(guī)格，相應(yīng)的管 心距則是定值。我們選用的設(shè)計(jì)管心距是：48mm加熱室內(nèi)鏡和加熱管數(shù)采用作圖法，亦可采用

24、計(jì)算的方法。以三角形排列說明計(jì) 算過程。圖1-6所示。一根管子在管板上按正三角形排列時所占據(jù)的管板面積（圖中陰影部分面積為）：2 2Fmp = t sina 二 0.886t式中：a=60;t-管心距，m;當(dāng)加熱管數(shù)為n時，在管板上占據(jù)的中面積30 xO.886 匯(48x10()052=0.087mm式中：Fi -管數(shù)為n時在管板上占據(jù)的總面積,© 管板利用系數(shù)，© =0.7-0.9 ;當(dāng)循環(huán)管直徑為Di時，則棺板的總面積為-(D1 2t)3322=0.091mm3.14245 102 48 102式中：F2 -循環(huán)管占據(jù)管板的總面積，m ；2t中央循環(huán)管與加熱管之間的最

25、小距離，m.設(shè)加熱室的直徑D。，則：2n 2 nt x 0.866 兀(+2t)2D0一442= 0.0870.091 = 0.178mm由此求得D0=356m所以殼體內(nèi)徑為360m厚度為8.0mm.§ 3 1 4分離室直徑與高度的確定分離室的直徑與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)。WV 二分離室體積V的計(jì)算式為：3600* "U式中V 分離室的體積，m3;W-某效蒸發(fā)器的二次蒸汽量，kg/h;P-某效蒸發(fā)器二次蒸汽量，Kg/m3，U-蒸發(fā)體積強(qiáng)度，m3/(m3*s);即每立方米分離室體積每秒產(chǎn)生的二次蒸汽量。一般用允許值為

26、U=1.11.5m3/(m3*s)根據(jù)由蒸發(fā)器工藝計(jì)算中得到的各效二次蒸汽量，再從蒸發(fā)體積強(qiáng)度U的數(shù)值范圍內(nèi)選取一個值，即可由上式算出分離室的體積。一般說來，各效的二次蒸汽量不相同，其密度也不相同，按上式計(jì)算得到的分離 室體積也不會相同，通常末效體積最大。為方便起見，各效分離室的尺寸可取一 致。分離室體積宜取其中較大者。確定了分離室的體積，其高度與直徑符合V *D2*H4關(guān)系，確定高度與直徑應(yīng)考慮一下原則：(1) 分離室的高度與直徑之比H/D=1 2對于中央循環(huán)管式蒸發(fā)器，其分離室 一般不能小于1.8m，以保證足夠的霧沫分離高度。分離室的直徑也不能太少，否則二次蒸汽流速過大，導(dǎo)致霧沫夾帶現(xiàn)象嚴(yán)

27、重。(2) 在條件允許的情況下，分離室的直徑盡量與加熱室相同， 這樣可使結(jié)構(gòu)簡 單制造方便。W3600 ；?U(3) 高度和直徑都適于施工現(xiàn)場的安放?，F(xiàn)取分離室中U=1.2m3/(m3*s);= 1.55m3。H=1.8m，D=1.0m3600 0.04837 1.5§ 3 2接管尺寸的確定流體進(jìn)出口的內(nèi)徑按下式計(jì)算式中Vs -流體的體積流量m3/s ; U 流體的適宜流速m/s ，估算出內(nèi)徑后，應(yīng)從管規(guī)格表格中選用相近的標(biāo)準(zhǔn)管。§ 3 2 1溶液進(jìn)出口于并流加料的三效蒸發(fā)，第一效溶液流量最大，若各效設(shè)備尺寸一致的話, 根據(jù)第一效溶液流量確定接管。取流體的流速為0.8m/s

28、 ;'44匯1200D。二u3600 1030 3.14 0.0.023m所以取巾33X2.5mn規(guī)格管。§ 3 2 2加熱蒸氣進(jìn)口與二次蒸汽出口各效結(jié)構(gòu)尺寸一致二次蒸汽體積流量應(yīng)取各效中較大者。取流體的流速為30m/sDi4V，二u4424.3600 0.3314 3.14 30=0.123m所以取巾127X4.5mn規(guī)格管。§ 3 2 3冷凝水出口冷凝水的排出一般屬于液體自然流動，接管直徑應(yīng)由各效加熱蒸氣消耗量 較大者確定。取流體的流速為 0.1m/sD2=0.044m4V _4 541.5二u3600 1000 3.14 0.1所以取巾47X2.5mn規(guī)格管。

29、第四章、蒸發(fā)裝置的輔助設(shè)備§ 4 1氣液分離器蒸發(fā)操作時，二次蒸汽中夾帶大量的液體，雖在分離室得到初步的分離，但 是為了防止損失有用的產(chǎn)品或防止污染冷凝液， 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， 故氣液分離器或除沫器。其類型很多，我們選 擇慣性式除沫器，起工作原理是利用帶有液滴的二次蒸汽在突然改變運(yùn)動方向時，液滴因慣性作用而與蒸汽分離。取流體的流速為25m/s在慣性式分離器的主要尺寸可按下列關(guān)系確定：D1： D2 D3=1: 1.5 : 2 H=D3二次蒸汽的管徑，mD0徑，mD2D1D0=D1h=0.40.5D1除沫器內(nèi)管的直除沫器外管的直徑，mD3除沫器外

30、殼的直徑，m距離,除沫器的總高度，m h除沫器內(nèi)管頂部與器頂?shù)腍m4VD° 二_u4 424= 0.134m0 0.3314 3.14 25D1=134mmD2=201mm D3=268mm H=344mm h=86mm除霧器內(nèi)管：門273 6.5mm選取二次蒸汽流出管：M80 5.0mm除霧器外罩管：377 9.0mm§ 4 2蒸汽冷凝器蒸汽冷凝器的作用是用冷卻水將二次蒸汽冷凝。 當(dāng)二次蒸汽為有價值的產(chǎn)品 需要回收或會嚴(yán)重地污染冷卻水時， 應(yīng)采用間壁式冷卻器。當(dāng)二次蒸汽為水蒸氣 不需要回收時，可采用直接接觸式冷凝器。二次蒸汽與冷凝水直接接觸進(jìn)行熱交 換，其冷凝效果好，被廣

31、乏采用?，F(xiàn)采用多孔板式蒸汽冷凝器：§ 4 2 1由計(jì)算可知，進(jìn)入冷凝器的二次蒸汽的體積流量可計(jì)算得 到冷凝器的直徑DDo4 漢 404.6 3600 0.04425 3.14 20=0.402m取 D=402mm第五章工藝計(jì)算匯總表5.工藝計(jì)算匯總表效數(shù)12冷凝器加熱蒸汽溫度(C)155.382.938.8操作壓強(qiáng)Pi / (KPa)24077溶液沸點(diǎn)tC87.551.2完成液濃度()23.542蒸發(fā)水量W Kg/h424.0404.6生蒸汽量D Kg/h541424.0傳熱面積Si m25.05.0加熱管管徑(mm)循環(huán)管管徑(mm)加熱室內(nèi)徑(mm)分離室直徑(mm)加熱管與循

32、環(huán)管長度(mm)0 =38*2.50 =185*6.50 =356*80 =10001500溶液進(jìn)出口管徑(mm)加熱蒸汽 進(jìn)口與二 次蒸汽出 口管徑(mm)冷凝水出口管徑(mm)分離室咼度(mm)加熱管數(shù)(根)0 =33*2.50 =127*4.50 =47*2.5180029第六章 工藝流程圖、主體設(shè)備結(jié)構(gòu)圖§ 6 1工藝流程圖圖中w 1、W2、Wn-各效的蒸發(fā)量，kg/h ;F 原料液流量，kg/h;W 總蒸發(fā)量，kg/h；X 0、XI、Xn原料液、及各效完成液的濃度，質(zhì)量分率；t0原料液的溫度，C；t1、t 2、t n各效溶液的沸點(diǎn)，C；D i第一效加熱蒸汽（生蒸汽）消耗量，

33、kg/h，p i生蒸汽的壓強(qiáng)，Pa；T i生蒸汽的溫度，C；T i'、T2'、Tn'各效二次蒸汽的溫度，C；P n'末效蒸發(fā)室的壓強(qiáng)，Pa;H 1、H'、H2'、H/ -生蒸汽及各效二次蒸汽的焓，kJ/kgh 0、h1、h2、hn原料液及各效完成液的焓，kJ /kg；s 1、s、s各效蒸發(fā)器的傳熱面積，m。26 / 22§ 6 2主體設(shè)備結(jié)構(gòu)圖主體設(shè)備結(jié)構(gòu)圖圖中央循環(huán)式蒸發(fā)器管1-外殼；2-加熱室；3-中央循環(huán)4-蒸發(fā)室；5-除沫器第七章設(shè)計(jì)心得 本次課程設(shè)計(jì)為設(shè)計(jì)雙效蒸發(fā)器對鮮牛乳進(jìn)行濃縮，要對蒸發(fā)的工藝進(jìn)行 計(jì)算，同時要設(shè)計(jì)出蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)尺寸。經(jīng)計(jì)算，得出設(shè)計(jì)所需參數(shù)，在理論上 基本符合要求，但要投入生產(chǎn)應(yīng)用，需要經(jīng)過實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證。設(shè)計(jì)過程中，也存在 一些問題， 可能因資料的