多效蒸發(fā)方案

1、冬胞工夕丸卑化工原理課程設計NaOH 蒸發(fā)系統(tǒng)設計目錄章前言 1概述第二章蒸發(fā)工藝設計計算 1蒸濃液濃度計算 2溶液沸點和有效溫度差的確定S 2 1各效由于溶液的蒸汽壓下降所引起的溫度差損失22各效由于溶液靜壓強所因引起的溫度差損失22 3由經(jīng)驗不計流體阻力產(chǎn)生壓降所引起的溫度差損失2 3加熱蒸汽消耗量和各效蒸發(fā)水量的計算2 4蒸發(fā)器的傳熱面積和有效溫度差在各效中的分布以及傳熱系數(shù)K的確定 5溫差的重新分配與試差計算5 1重新分配各效的有效溫度差， 5 2重復上述計算步驟 6計算結果列表第三章NaO H溶液的多效蒸發(fā)優(yōu)化程序部分3 1具體的拉格朗日乘子法求解過程3 2程序內(nèi)部變量說明3 3程序

2、內(nèi)容：3 4程序優(yōu)化計算結果3 5優(yōu)化前后費用比較第四章蒸發(fā)器工藝尺寸計算4 1加熱管的選擇和管數(shù)的初步估計4 1 1加熱管的選擇和管數(shù)的初步估計4 1 2循環(huán)管的選擇4 1 3加熱室直徑及加熱管數(shù)目的確定4 1 4分離室直徑與高度的確定4 2接管尺寸的確定4 2 1溶液進出4 2 2加熱蒸氣進口與二次蒸汽出口4 2 3冷凝水出口第五章、蒸發(fā)裝置的輔助設備5 1氣液分離器5 2蒸汽冷凝器5 2 1冷卻水量 5 2 2計算冷凝器的直徑23淋水板的設計5 3泵選型計算5 4預熱器的選型第六章主要設備強度計算及校核 61蒸發(fā)分離室厚度設計 62加熱室厚度校核第七章小結與參考文獻：符號說明希臘字母：c

3、比熱容，KJ/(Kg.h a對流傳熱系數(shù)，W /m2. Cd -管徑，mA溫度差損失，CD直徑，mn誤差，D加熱蒸汽消耗量，Kg/h n熱損失系數(shù)，f -校正系數(shù)，n阻力系數(shù)，F(xiàn)進料量，Kg/h入導熱系數(shù)，W /m2. Cg重力加速度，9.81m/s2 P粘度，Pa.sh周度，m p密度，Kg/m3H高度，mk杜林線斜率K總傳熱系數(shù)，W/m2. CE加和L液面高度，m系數(shù)-加熱管長度，m下標：1,2,3效數(shù)的序0進料的-淋水板間距，m-效數(shù)-第n效-壓強，Pai內(nèi)側熱通量，W/m2 m平均-傳熱速率，W o -外側汽化潛熱，KJ/Kg p 壓強Rst- T-熱阻，m2C /Ws污垢的-傳熱面積

4、，m2 w水的管心距，m w壁面的-蒸汽溫度，C流速，m/s-蒸發(fā)強度，Kg/m2.h上標：-體積流量，m3/h :二次蒸汽的-蒸發(fā)量，Kg/h :因溶液蒸汽壓而引起的：因液柱靜壓強而引起的:因流體阻力損失而引起的u-U質量流量，Kg/h 、 一 . 一 .一-溶劑的百分質量，第一章前言 1概述1蒸發(fā)及蒸發(fā)流程蒸發(fā)是采用加熱的方法，使含有不揮發(fā)性雜質如鹽類）的溶液沸騰，除去其中被汽化單位部分雜質，使溶液得以濃縮的單元操作過程。蒸發(fā)操作廣泛用于濃縮各種不揮發(fā)性物質的水溶液，是化工、醫(yī)藥、食品等工業(yè)中較為常見的單元操作?；どa(chǎn)中蒸發(fā)主 要用于以下幾種目的：1獲得濃縮的溶液產(chǎn)品；2、將溶液蒸發(fā)增濃

5、后，冷卻結晶，用以獲得固體產(chǎn)品，如燒堿、抗生素、糖等產(chǎn)品；3、脫除雜質，獲得純凈的溶劑或半成品，如海水淡化。進行蒸發(fā)操作的設備叫做蒸發(fā)器。蒸發(fā)器內(nèi)要有足夠的加熱面積，使溶液受熱沸騰。溶液在蒸發(fā)器內(nèi)因各處密度的差異而形成某種循環(huán)流動，被濃縮到規(guī)定濃 度后排出蒸發(fā)器外。蒸發(fā)器內(nèi)備有足夠的分離空間，以除去汽化的蒸汽夾帶的霧沫和液滴，或裝有適當形式的除沫器以除去液 沫，排出的蒸汽如不再利用，應將其在冷凝器中加以冷凝。蒸發(fā)過程中經(jīng)常采用飽和蒸汽間壁加熱的方法，通常把作熱源用的蒸汽稱做一次蒸汽，從溶液蒸發(fā)出來的蒸汽叫做而次蒸 汽。2蒸發(fā)操作的分類按操作的方式可以分為間歇式和連續(xù)式，工業(yè)上大多數(shù)蒸發(fā)過程為連

6、續(xù)穩(wěn)定操作的過程。按二次蒸汽的利用情況可以分為單效蒸發(fā)和多效蒸發(fā)，若產(chǎn)生的二次蒸汽不加利用，直接經(jīng)冷凝器冷凝后排出，這種操作稱 為單效蒸發(fā)。若把二次蒸汽引至另一操作壓力較低的蒸發(fā)器作為加熱蒸氣，并把若干個蒸發(fā)器串聯(lián)組合使用，這種操作稱為多效 蒸發(fā)。多效蒸發(fā)中，二次蒸汽的潛熱得到了較為充分的利用，提高了加熱蒸汽的利用率。按操作壓力可以分為常壓、加壓或減壓蒸發(fā)。真空蒸發(fā)有許多優(yōu)點：1）、在低壓下操作，溶液沸點較低，有利于提高蒸發(fā)的傳熱溫度差，減小蒸發(fā)器的傳熱面積；2）、可以利用低壓蒸氣作為加熱劑；3）、有利于對熱敏性物料的蒸發(fā)；4）、操作溫度低，熱損失較小。在加壓蒸發(fā)中，所得到的二次蒸氣溫度較高，

7、可作為下一效的加熱蒸氣加以利用。因此，單效蒸發(fā)多為真空蒸發(fā)；多效蒸發(fā) 的前效為加壓或常壓操作，而后效則在真空下操作。3蒸發(fā)操作的特點從上述對蒸發(fā)過程的簡單介紹可知，常見的蒸發(fā)時間壁兩側分別為蒸氣冷凝和液體沸騰的傳熱過程，蒸發(fā)器也就是一種換熱 器。但和一般的傳熱過程相比，蒸發(fā)操作又有如下特點：沸點升高蒸發(fā)的溶液中含有不揮發(fā)性的溶質，在港臺壓力下溶液的蒸氣壓較同溫度下純?nèi)軇┑恼魵鈮旱?，使溶液的沸點高于純 溶液的沸點，這種現(xiàn)象稱為溶液沸點的升高。在加熱蒸氣溫度一定的情況下，蒸發(fā)溶液時的傳熱溫差必定小于加熱唇溶劑的純熱 溫差，而且溶液的濃度越高，這種影響也越顯著。物料的工藝特性蒸發(fā)的溶液本身具有某些特

8、性，例如有些物料在濃縮時可能析出晶體，或易于結垢；有些則具有較大的黏度或 較強的腐蝕性等。如何根據(jù)物料的特性和工藝要求，選擇適宜的蒸發(fā)流程和設備是蒸發(fā)操作彼此必須要考慮的問題。節(jié)約能源蒸發(fā)時汽化的溶劑量較大，需要消耗較大的加熱蒸氣。如何充分利用熱量，提高加熱蒸氣的利用率是蒸發(fā)操作要考慮 的另一個問題。4蒸發(fā)設備蒸發(fā)設備的作用是使進入蒸發(fā)器的原料液被加熱，部分氣化，得到濃縮的完成液，同時需要排出二次蒸氣，并使之與所夾帶 的液滴和霧沫相分離。蒸發(fā)的主體設備是蒸發(fā)器，它主要由加熱室和蒸發(fā)室組成。蒸發(fā)的輔助設備包括：使液沫進一步分離的除沫器，和使二次蒸 氣全部冷凝的冷凝器。減壓操作時還需真空裝置。茲分

9、述如下：由于生產(chǎn)要求的不同，蒸發(fā)設備有多種不同的結構型式。對常用的間壁傳熱式蒸發(fā)器，按溶液在蒸發(fā)器中的運動情況，大致 可分為以下兩大類：1）循環(huán)型蒸發(fā)器特點：溶液在蒸發(fā)器中做循環(huán)流動，蒸發(fā)器內(nèi)溶液濃度基本相同，。操作穩(wěn)定。此類蒸發(fā)器主要有b. c.，d.。其中，。2）單程型蒸發(fā)器特點：溶液以液膜的形式一次通過加熱室，不進行循環(huán)。優(yōu)點：溶液停留時間短，故特別適用于熱敏性物料的蒸發(fā)；，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)較大。缺點：設計或操作不當時不易成膜，熱流量將明顯下降；不適用于易結晶、結垢物料的蒸發(fā)。此類蒸發(fā)器主要有 TOC o 1-5 h z ，c.本次設計采用的是中央循環(huán)管式蒸發(fā)器：結構和原理：其下部的加熱室由

10、垂直管束組成，中間由一根直徑較大的中央循環(huán)管。當管內(nèi)液體被加熱沸騰時，中央循環(huán)管 內(nèi)氣液混合物的平均密度較大；而其余加熱管內(nèi)氣液混合物的平均密度較小。在密度差的作用下，溶液由中央循環(huán)管下降，而由 加熱管上升，做自然循環(huán)流動。溶液的循環(huán)流動提高了沸騰表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，強化了蒸發(fā)過程。這種蒸發(fā)器結構緊湊，制造方便，傳熱較好，操作可靠等優(yōu)點，應用十分廣泛，有”標準蒸發(fā)器”之稱。為使溶液有良好的循環(huán)，中央循環(huán)管的截面積，一般為其余加熱管總截面積的40%- 100%加熱管的高度一以下；蒸發(fā)器內(nèi)溶液濃度始終接近完成液濃度；清洗和維修也不夠方便。、芟第二章蒸發(fā)工藝設計計算W.ffi 1拌流多歌麥面授淡瞻濃纏工藝

11、流程圖2 1蒸濃液濃度計算多效蒸發(fā)的工藝計算的主要依據(jù)是物料衡算和、熱量衡算及傳熱速率方程。計算的主要工程有：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，加熱蒸氣的壓強和冷凝器中的壓強等。蒸發(fā)器的設計計算步驟多效蒸發(fā)的計算一般采用試算法。（1） 根據(jù)工藝要求及溶液的性質，確定蒸發(fā)的操作條件 如加熱蒸氣壓強及冷凝器的壓強），蒸發(fā)器的形式、流程和效數(shù)。（2）根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗數(shù)據(jù)，初步估計各效蒸發(fā)量和各效完成液的濃度。（3）根據(jù)經(jīng)驗假設蒸氣通過各效的壓強降相等，估算個效溶液沸點和有效總溫差。根據(jù)蒸發(fā)器的焓衡算，求各效的蒸發(fā)量

12、和傳熱量。根據(jù)傳熱速率方程計算各效的傳熱面積。若求得的各效傳熱面積不相等，則應按下面介紹的方法重新分配有效溫度差，重復步驟至5)，直到所求得各效傳熱面積相等=4557.3(1=3038.2kg/h并流加料蒸發(fā)中無額外蒸汽引出，可設 ：W2： W3=1： 1.1： 1.2而 W=W i+W2+W3=3038.2kg/h 由以上三式可得：W1=920.7kg/hoW2=1012.7kg/h。 W3=1104.8kg/h。/=0.12畫=0.174*0.，1232溶液沸點和有效溫度差的確定設各效間的壓強降相等，則總壓強差為：| /=p1-p K =501.3-30.4=470.9KPaap=式中 P

13、 -各效加熱蒸汽壓強與二次蒸氣壓強之差KPa,第一次加熱蒸氣的壓強KPa兇 末效冷凝器中的二次蒸氣的壓強KPa各效間的壓強差可求得各效蒸發(fā)室的壓強即 P/=P2/ =P1-2Pi=501.3-2 470.9/3=187.4KPaP3尸Pk/=30.4KPa由各效的二次蒸汽壓強從手冊中查得相應的二次蒸汽溫度和汽化潛熱列與下表中第效第二效第三效二次蒸汽壓強Pi/ (KPa344.3187.430.4二次蒸汽溫度Ti/( C (即下一效加熱蒸汽溫度138.2117.966.8二次蒸汽的汽化潛熱(即下一效加熱 蒸汽的ri/2154.12197.52332.8多效蒸發(fā)中的有效傳熱總溫度差可用下式計算:有

14、效總溫度差式中有效總溫度差，為各效有效溫度差之和，c。第一效加熱蒸氣的溫度，Co冷凝器操作壓強下二次蒸氣的飽和溫度，c?？偟臏囟炔顡p失，為各效溫度差損失之和，c,+兇+兇/式中-由于溶液的蒸汽壓下降而引起的溫度差損失，c.-由于蒸發(fā)器紅溶液的靜壓強而引起的溫度差損失，C,習/ -由于管道流體阻力產(chǎn)生壓強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杜林規(guī)則dnhring srule ）:某種溶液的沸點和相同壓強下標準液體一般為水）的沸點呈線性關系。在以水的沸點為橫坐標，該溶液的沸點為縱坐標并以溶液的濃度為參數(shù)的直角坐標圖上，可得一組直線，稱為杜林直線。附錄五 位

15、NaOH水溶液的杜林線圖。利用杜林線圖，可根據(jù)溶液的濃度及實際壓強下水的沸點查出相同壓強下溶液的沸點，從而可以得出 /值。根據(jù)杜林規(guī)則也可以計算液體在各種壓強下沸點的近似值。此法的義舉世：某液體在兩種不同壓強下兩沸點之差 ），與水災同樣壓強喜愛；兩沸點之差 ），其比值為一常數(shù)，即）/ ；所以，不要杜林線圖也可以計算出溶液的 /值。我們的設計是根據(jù)Ti/ （即相間壓強下水的沸點 和各效完成液濃度Xi由附錄NaOH水溶液的杜林線圖查得各效溶液的沸點tAi分 別為：3tAi=143.8 C。tA2=126.2 C。帖=84.8 C。貝-坐642-&T739理5. C=84.8-66.8=18.0 C

16、所以。c =5.6+8.3+18.0=31.9 C2 2 - 2各效由于溶液靜壓強所因引起的溫度差損失由于蒸發(fā)器中溶液靜壓強引起的溫度差損失L-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)部的壓強大于液面的壓強，致使溶液內(nèi)部的沸點較液面處的為高，二者之差即為因溶液靜壓強引起的溫度差損失1,為簡便起見，日夜內(nèi)部的沸點可按液面和底層的平均壓強來查取，平均壓強近似按靜力學方程估算：/ aPm=P +式中Pm一蒸發(fā)器中液面和底層的平均壓強，paP/一二次蒸氣的壓強，即液面處的壓強，pa一溶液的平均密度，-液層高度g-重力加速度，根據(jù)Pm=P/+-取液位高度為1M=36.7KPa1

17、=138.8 C。T3根據(jù)【二=118.9 C。 T =72.2 C式中-根據(jù)平均壓強求取的水的沸點C,-根據(jù)二次蒸氣壓強求得水的沸點C由NaOH水溶液比重圖可得下列數(shù)據(jù) NaOH水溶液密度（Kg/m Pm1=344.3+=349.6KPaPm2=187.4+=193.0KPaPm3 = 30.4+根據(jù)各效溶液平均壓強查得對應的飽和溶液溫度為所以 1= T 二-T =138.8-138.2=0.6 C2= T T =118.9-117.9=1.0 C耳 3= T 匕-T 72.2-66.8=5.4 C=0.6+1.0+5.4=7.0 C2- 3由經(jīng)驗不計流體阻力產(chǎn)生壓降所引起的溫度差損失由于管

18、道流體阻力產(chǎn)生的壓強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 根據(jù)經(jīng)驗其值可以省室的過程中由于管道阻力使其壓強降低蒸汽的飽和溫度也相應降低由此引起的溫度差損失即為凹 略。=0 c根據(jù)以估算的各效二次蒸汽壓強 所以總的溫度差損失為1-(=回 + I +及溫度差損失，即可由下式估算溶液各效溶液的沸點=31.9+7.0+0=38.9 C溶液的沸點ti=Ti/+5.6+0.6+0=6.2 C所以各效溶液沸點： t1=138.2+6.2=144.4 C,t2=117.9+9.3=127.2 C, t3=66.8+23.4=90.2 C0 3加熱蒸汽消耗量和各效蒸發(fā)水量的計算

19、第i效的焓衡算式為:有上式可求得第i效的蒸發(fā)量.若在焓衡算式計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0.94-0.7 xV式中 x為溶液的濃度變化，以質量分率表示)。第i效的蒸發(fā)量的計算式為式中-第i效的加熱蒸汽量，當無額外蒸汽抽出時也二一第i效加熱蒸氣的汽化潛熱原料液的比熱-分別為第i效及第i-1效溶液的沸點第 兇效二次蒸氣的汽化潛熱-水的比熱解而求得。第i效的熱利用系數(shù)無因次，對于加熱蒸氣消耗量，可列出各效焓衡算式并與式 , cpw=4.2035 KJ/(Kg. C 代入(aW1=0.9225D1同理第二效的熱衡算式為所以熱衡算式為W,0.94-0.7（

20、0.174-0.125=0.90572第三效的=0.7456 W2-0.0568W 什 237.93 又 Wi + W2+ W 3=3038.2（c（d聯(lián)立（a，（b，（c，（d式，解得:Wi=1057.9Kg/hW2=1032.6Kg/hW3=947.7Kg/hD= 1169.0 Kg/h2 4蒸發(fā)器的傳熱面積和有效溫度差在各效中的分布以及傳熱系數(shù)K的確定任意一效的傳熱速率方程為式中-第i效的傳熱速率，W。-第i效的傳熱系數(shù)，W/m2,C).勺-第i效的傳熱溫度差，C Si第i效的傳熱面積，m2在三效蒸發(fā)中，為了便于制造和安裝，通常米用各效傳熱面積相等的蒸發(fā)器，即S1=S3=S3=S若求得的

21、傳熱面積不相等，應根據(jù)各效面積相的原則重新分配各校的有效溫度差。方法如下：總的傳熱系數(shù)K;稱為公式A)式中-，-管外蒸汽冷凝傳熱系數(shù)與管內(nèi)液體沸騰傳熱系數(shù)管外和管內(nèi)的污垢熱阻管壁的導熱系數(shù)因_管壁的厚度，日，列，兇加熱管的外徑、平均直徑與內(nèi)徑，計算K0值主要在于求取關內(nèi)溶液的沸騰傳熱系統(tǒng)。該值受溶液的性質、蒸發(fā)器的類型、沸騰傳熱 的形式伊基蒸發(fā)操作的條件等許多因素的影響。因此，一般沸騰傳熱膜系數(shù)關聯(lián)式的準確度較差。Q1=D1984.32113=1.94 一 Kg/h=七二151.8-145.8=6.0 C查得 RS0=0.86 X 105 .K/W , Rsi=3.44X 10-4m2K/W,

22、的加熱管取規(guī)格為,b=2.5mm則 d =38mm,di=38-2.5 匕=33mm,d第一效：蒸汽在垂直管外的冷凝對流傳熱系數(shù)假設壁溫 tW1=150C，特性溫度 t= =10806.6驗算：Re=398.5 其中，： 沸騰液體與其蒸汽間的表面壓力P二次蒸汽壓力，Pa。,N/m。液體的導熱系數(shù),W/ m.k。cl-液體的比熱，J/Kg.K。液體的汽化潛熱J/Kg。液體的密度Kg/m3。蒸汽的密度Kg/m3液體的動力粘度Pa s?；厮膭恿φ扯萈a.soC 與表觀液面局度百分比 h:管壁與沸騰液體間的傳熱溫差 h有關的系數(shù)。加熱管內(nèi)含純液柱高度占總管長的百分比。K。對一效查得：=0.07943

23、 N/m , P =344.3K Pa , C=0.33 ,q=3813.1J/Kg.K。=0.7036W/ m.k二2154.1KJ/Kg。=150-144.4=5.6K。3o=1090.5Kg/m=1.87807Kg/m3o-3=0.1944X 10 Pa.s =0.5345X 10 Pa s。帶入上式解得:帶入公式A)1=5903.9得 K1=1082.3檢驗，帶入數(shù)據(jù)解得tw=149.9 C,與假設基本相同第二效：故不必重算。所以K1=1082.3 假設tw=135 C,特性溫度t=135+138.2 ) /2=136.6 C,叵=138.2-135=3.2 C,由t值查得冷凝液的導熱

24、 系數(shù)二0.6853二匚密度二二929.06Kg/m 3,粘度二二0.2068 X 10-3 Pa s,又=2145.1Kj/KgEj11 xI由公式:2=1.13驗證：Re=由經(jīng)驗公式因為 t=135+127.2 ) /2=131.1 CKlI=529.9 2000,所以 2=9221.7對二效查得：區(qū)=0.08359 N/m , P=187.4 KPa, C=0.33, q=3738.0J/Kg.K?；?可3回-3岡二2197.5KJ/Kg。=1142.4Kg/m。=1.06027Kg/m。=0.2233 X 10 Pa.s。=135-127.2=7.8 K。=0.7090W/ m.k。r

25、-3=0.6925 X 10 Pa s。帶入上式解得:帶入公式/2=136.25 C t=138.2-135.3=2.9 C由t=136.25 C查得 3一3,=0.6853 二-,密度=928.93Kg/m，粘度上=0.2065 X 10 Pa s,又=2154.1Kj/KgX I根據(jù)式2= 得：2 =9454.33驗證：驗證：Re=493.12000,所以2=9454.1上一因為 t=135.3+127.2 ) /2=131.25 C對二效查得： 口二0.08359 N/m , P=187.4 KPa, C=0.33, q=3738.0J/Kg.K。=1.06027Kg/m 3 同-3=0

26、.2233 X 10 Pa.s。=0.7090W/ m.k。r二2197.5KJ/Kg?？锒?142.4Kg/m 3。二135.3-127.2=8.1K。M 八 _=0.6925 X 10-3 Pa s。根據(jù)公式:得 2=5653.1 由公式VA)計算得到 K2=1057.3L3檢驗帶入數(shù)據(jù)解得tw=135.2 C,與假設基本相同，故不必重算。所以K2=1057.3 第三效根據(jù)式3 =假設 tW3=110C,導熱系數(shù) 二0.6846,Re2000,驗證：Re=特性溫度 t=25=7114.6aZ1驗證：Re=817.5 2000，所以 2=7114.6由 t=110+90.2 ) /2=100

27、.1 C3對三效查得：=0.0855 N/m , P=30.4 KPa, C=0.33, CL=3638.30J/Kg.K。二2332.8KJ/Kg。匡=1275Kg/m 3。=0.19326Kg/m 3。=0.2832 X 10-3Pa.s。=110-90.2=19.8K。經(jīng)驗公式：=0.7090W/ m.k。r3-3=1.555 X 10 Pa s。帶入上式解得:3=4383.8 帶入公式VA得 K 3=961.6凹a帶入數(shù)據(jù)解得tw=110.0C,與假設基本相同，故不必重算。所以即心=1082.3,K2=1057.3差別不大，優(yōu)化效果不明顯，故用經(jīng)驗值分別帶入公式：檢驗K3=961.6f

28、,K3=961.6Ki=1860。因為參數(shù)太多，值查的不準，計算的K值,K2=1280 二,K3=700Si二-得到S1= IS2=S3=誤差為：1-誤差較大，故應調整各效的有效溫度差，重復上述步驟。2 5溫差的重新分配與試差計算二38.26m22 5 1重新分配各效的有效溫度差，平均傳熱面積:S二重新分配有效溫度差回旦W!-c2 5 2重復上述計算步驟：2 5 2 1由所求各效蒸汽量求各效溶液濃度1 HX1=。%=,X3=0.3 ,2 5 2 2計算各效溶液沸點末效溶液沸點和二次蒸汽壓強保持不變，各種溫度差損失可視為衡值，故末效溶液的沸點同I X I=90.2.而二23.53 C ,則第三效

29、加熱蒸汽溫度 151.8134.5107.93有效溫度差（C 9.4612.9323.53t =141.62+0.6=142.22 C;也可以由 t 1= T】匕=151.8-9.64=142.16 C說明溶液的溫度差損失變化不打，不必重新計算，故有效溫度差為46.1 C以上計算結果總結如下2 5 . 2 . 3各效焓衡算:二次蒸汽的汽化潛熱和二次蒸汽溫度t/（C （即下一效加熱蒸汽 溫度如下表：第一效第二效第三效二次蒸汽溫度T j/（ C （即下一效加熱蒸汽 溫度135.67113.7366.8二次蒸汽的汽化潛熱（即下一效加熱蒸汽的r-2161.32222.32332.8第一效：=0.94

30、0.7 X =0.8595W3=0.859 5口W3=211.14 0.0482 W 1+ 07705W2 因為：W 1+ W2+ W3=3038.2Kg/h得：W 1=1047.1Kg/h ,W2=1023.4Kg/hW3 =967.7 Kg/h ,D=1165.4Kg/h與第一次熱量恒算所得結果：W 1=1057.9Kg/h , W2=1032.6Kg/h , W3 =947.7Kg/h 比較并計算誤差得3Kg/h=0.0103,=0.009 ,=0.0021相對誤差均在誤差允許范圍之內(nèi)股計算得各效蒸發(fā)面積合理。其各效溶液濃度無明顯變化不必再算。 4計算各效傳熱面積2 5 2S1 =S2=

31、S3=誤差計算得： 1-=1 36.27/38.15=0.049 151.8135.67113.7366.8操作壓強P （ （KPa319.6162.630.430.4溶液沸點C142.22122.7490.2完成液濃度(13.018.530.0蒸發(fā)水量Wi Kg/h1047.11023.4967.7生蒸汽量D Kg/h1165.4傳熱面積S m237.18:37.1837.18表中 P 按 T/ =T2 =135.67C 查得,P 按 T =T =113.73 C 查得，P/ P, =30.4KPa發(fā)優(yōu)化程序部分23 31具體的拉格朗日乘子法求解過程具體的拉格朗日乘子法求解過程如下：1)先輸

32、入筆算得相關數(shù)據(jù)。計算總的蒸發(fā)量 根據(jù)Tpm3，Ta3，T3德具體數(shù)值計算相關量b視為不便的量。 在輸入筆算的第一效和第二效蒸氣的汽化潛熱為程序內(nèi)部循環(huán)作準備 根據(jù)公式 w 仁 w/ (1+r1/r2+r1/r3。w2=w/ (1+r2/r1+r2/r3。w3=w-w1-w2。 D1=w3*r3/R0。計算分別算出各效蒸發(fā)量并求出生蒸汽的量c0-水的比熱容，c1-動力費附加系數(shù)，cd雙精度變量，D1dt1,dt2,dt3,分別為溫度差變量(6)(7)(8利用經(jīng)驗公式 R 仁(2466904.9T584.3*T1-4.9*T1*T1/1000。R2=(2466904.9T584.3*t1-4.9

33、*t1*t1/1000。求變化后的第一效和第二效蒸氣的汽化潛熱。當滿足條件時退出循環(huán)并開始計算面積，同時求出費用，如果不 滿足條件就自動傳遞變量第一效和第二效蒸氣的汽化潛熱，重新進入循環(huán)直至滿足條件s平2分別計算年生蒸汽費用裔發(fā)器年折舊維修費用和整孔系統(tǒng)費用。并考慮節(jié)省的費用。程序內(nèi)部變量說明：a0-計算年蒸汽費用時的常量3-面積的一維變量，b雙精度變量，根據(jù)公式x仁f*x0/ (f-w1。x2=f*x0/ (f-w1-w2。進一步求出第一效和第二效的濃度 根據(jù)根據(jù)拉格朗日乘子法，求出各效溫度差損失dt1、dt2、dt3。0.018, a雙精度變量，b計算年蒸汽費用時的常量00.000146,B-蒸發(fā)器用不銹鋼市場鋼材價格0W-電費0.5,雙精度變量”生蒸汽-雙精度變量e循環(huán)控制常量0.00001,f溶液流量，0.15, h雙精度變量，k1,k2,k3 -各效總的傳熱系數(shù)M雙精度變量，m雙精度變量，