多效蒸發(fā)工藝設(shè)計計算

目錄第一章前言§1·1概述`第二章蒸發(fā)工藝設(shè)計計算§2·1蒸濃液濃度計算§2·2溶液沸點和有效溫度差的擬定§2·2·1各效由于溶液的蒸汽壓下降所引起的溫度差損失/§2·2·2各效由于溶液靜壓強(qiáng)所因引起的溫度差損失§2·2·3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的擬定§2·5溫差的重新分派與試差計算§2·5·1重新分派各效的有效溫度差，§2·5·2反復(fù)上述計算環(huán)節(jié)§2·6計算結(jié)果列表第三章NaOH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程序內(nèi)容：§3·4程序優(yōu)化計算結(jié)果§3·5優(yōu)化前后費(fèi)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)目的擬定§4·1·4分離室直徑與高度的擬定§4·2接管尺寸的擬定§4·2·1溶液進(jìn)出§4·2·2加熱蒸氣進(jìn)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(shè)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§5·2·3淋水板的設(shè)計§5·3泵選型計算§5·4預(yù)熱器的選型第六章重要設(shè)備強(qiáng)度計算及校核§6·1蒸發(fā)分離室厚度設(shè)計§6·2加熱室厚度校核第七章小結(jié)與參考文獻(xiàn)：

符號說明希臘字母：c——比熱容，KJ/(Kg.h)α――對流傳熱系數(shù)，Ｗ/m2.℃d——管徑，mΔ――溫度差損失，℃D——直徑，mη――誤差，D——加熱蒸汽消耗量，Kg/hη――熱損失系數(shù)，f——校正系數(shù)，η――阻力系數(shù)，F(xiàn)——進(jìn)料量，Kg/hλ――導(dǎo)熱系數(shù)，Ｗ/m2.℃g——重力加速度，9.81m/s2μ――粘度，Pa.sh——高度，mρ――密度，Kg/m3H——高度，mk——杜林線斜率K——總傳熱系數(shù)，W/m2.℃∑――加和L——液面高度，mφ――系數(shù)L——加熱管長度，mL——淋水板間距，m下標(biāo)：n——效數(shù)1,2,3――效數(shù)的序號n——第n效0――進(jìn)料的p——壓強(qiáng)，Pai――內(nèi)側(cè)q——熱通量，W/m2m――平均Q——傳熱速率，Wo――外側(cè)r——汽化潛熱，KJ/Kgp――壓強(qiáng)R——熱阻，m2.℃/Ws――污垢的S——傳熱面積，m2w――水的t——管心距，mw――壁面的T——蒸汽溫度，℃u——流速，m/sU——蒸發(fā)強(qiáng)度，Kg/m2.h上標(biāo)：V——體積流量，m3/h′：二次蒸汽的W——蒸發(fā)量，Kg/h′：因溶液蒸汽壓而引起的W——質(zhì)量流量，Kg/h〞：因液柱靜壓強(qiáng)而引起的x——溶劑的百分質(zhì)量,％：因流體阻力損失而引起的

第一章前言§1·1概述1蒸發(fā)及蒸發(fā)流程蒸發(fā)是采用加熱的方法，使具有不揮發(fā)性雜質(zhì)（如鹽類）的溶液沸騰，除去其中被汽化單位部分雜質(zhì)，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(zhì)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)重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)增濃后，冷卻結(jié)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(zhì)，獲得純凈的溶劑或半成品，如海水淡化。進(jìn)行蒸發(fā)操作的設(shè)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(dāng)形式的除沫器以除去液沫，排出的蒸汽如不再運(yùn)用，應(yīng)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)過程為連續(xù)穩(wěn)定操作的過程。按二次蒸汽的運(yùn)用情況可以分為單效蒸發(fā)和多效蒸發(fā)，若產(chǎn)生的二次蒸汽不加運(yùn)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足的運(yùn)用，提高了加熱蒸汽的運(yùn)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，有助于提高蒸發(fā)的傳熱溫度差，減小蒸發(fā)器的傳熱面積；（2）、可以運(yùn)用低壓蒸氣作為加熱劑；（3）、有助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，可作為下一效的加熱蒸氣加以運(yùn)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)過程的簡樸介紹可知，常見的蒸發(fā)時間壁兩側(cè)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:(1)

沸點升高蒸發(fā)的溶液中具有不揮發(fā)性的溶質(zhì)，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?nèi)芤旱姆悬c，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然小于加熱唇溶劑的純熱溫差，并且溶液的濃度越高，這種影響也越顯著。(2)

物料的工藝特性蒸發(fā)的溶液自身具有某些特性，例如有些物料在濃縮時也許析出晶體，或易于結(jié)垢；有些則具有較大的黏度或較強(qiáng)的腐蝕性等。如何根據(jù)物料的特性和工藝規(guī)定，選擇適宜的蒸發(fā)流程和設(shè)備是蒸發(fā)操作彼此必須要考慮的問題。(3)

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。如何充足運(yùn)用熱量，提高加熱蒸氣的運(yùn)用率是蒸發(fā)操作要考慮的另一個問題。4蒸發(fā)設(shè)備

蒸發(fā)設(shè)備的作用是使進(jìn)入蒸發(fā)器的原料液被加熱，部分氣化，得到濃縮的完畢液，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(shè)備是蒸發(fā)器，它重要由加熱室和蒸發(fā)室組成。蒸發(fā)的輔助設(shè)備涉及：使液沫進(jìn)一步分離的除沫器，和使二次蒸氣所有冷凝的冷凝器。減壓操作時還需真空裝置。茲分述如下：

由于生產(chǎn)規(guī)定的不同，蒸發(fā)設(shè)備有多種不同的結(jié)構(gòu)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(yùn)動情況，大體可分為以下兩大類：

（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，\o"接近于完畢液濃度：完畢液濃度的大小取決于蒸發(fā)器的熱流密度和溶液在蒸發(fā)器中的停留時間。"接近于完畢液的濃度。操作穩(wěn)定。此類蒸發(fā)器重要有

a.中央循環(huán)管式蒸發(fā)器，

b.懸筐式蒸發(fā)器

c.外熱式蒸發(fā)器，

d.列文式蒸發(fā)器

e.強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器。

其中，\o"溶液的循環(huán)流動由密度差引起，由于結(jié)構(gòu)不同，溶液的循環(huán)速度不同，傳熱效果和適應(yīng)場合也不相同"前四種為自然循環(huán)蒸發(fā)器。

（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(jìn)行循環(huán)。

優(yōu)點：溶液停留時間短，故特別合用于熱敏性物料的

蒸發(fā)；\o"循環(huán)型蒸發(fā)器加熱管中溶液濃度接近于完畢液濃度，單程型蒸發(fā)器中的溶液平均濃度接近預(yù)料液濃度和完畢液濃度的平均值。由于溶液濃度較低，因此由于沸點升高所引起的溫度差損失也較小。"溫度差損失較小，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)較大。

缺陷：設(shè)計或操作不妥時不易成膜，熱流量將明顯下降；不合用于易結(jié)晶、結(jié)垢物料的蒸發(fā)。

此類蒸發(fā)器重要有

a.升膜式蒸發(fā)器，

b.降膜式蒸發(fā)器，

c.刮板式蒸發(fā)器

本次設(shè)計采用的是中央循環(huán)管式蒸發(fā)器：結(jié)構(gòu)和原理：其下部的加熱室由垂直管束組成，中間由一根直徑較大的中央循環(huán)管。當(dāng)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(qiáng)化了蒸發(fā)過程。這種蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)緊湊，制造方便，傳熱較好，操作可靠等優(yōu)點，應(yīng)用十分廣泛，有"標(biāo)準(zhǔn)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%；加熱管的高度一般為1～2m；加熱管徑多為25～75mm之間。但事實上，由于結(jié)構(gòu)上的限制，其循環(huán)速度一般在0.4～0.5m/s以下；蒸發(fā)器內(nèi)溶液濃度始終接近完畢液濃度；清洗和維修也不夠方便。

第二章蒸發(fā)工藝設(shè)計計算§2·1蒸濃液濃度計算多效蒸發(fā)的工藝計算的重要依據(jù)是物料衡算和、熱量衡算及傳熱速率方程。計算的重要項目有：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。計算的已知參數(shù)有：料液的流量、溫度和濃度，最終完畢液的濃度，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)計計算環(huán)節(jié)多效蒸發(fā)的計算一般采用試算法。（1）

根據(jù)工藝規(guī)定及溶液的性質(zhì)，擬定蒸發(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)驗數(shù)據(jù)，初步估計各效蒸發(fā)量和各效完畢液的濃度。（3）

根據(jù)經(jīng)驗假設(shè)蒸氣通過各效的壓強(qiáng)降相等，估算個效溶液沸點和有效總溫差。（4）

根據(jù)蒸發(fā)器的焓衡算，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派有效溫度差，反復(fù)環(huán)節(jié)（3)至（5），直到所求得各效傳熱面積相等（或滿足預(yù)先給出的精度規(guī)定）為止。F==4557.3kg/h總蒸發(fā)量:W=F(1-)=4557.3(1-)=3038.2kg/h并流加料蒸發(fā)中無額外蒸汽引出,可設(shè):W2:W3=1:1.1:1.2而W=W1+W2+W3=3038.2kg/h由以上三式可得:W1=920.7kg/h;W2=1012.7kg/h;W3=1104.8kg/h;X1==0.125;X2==0.174;X3=0.3§2·2溶液沸點和有效溫度差的擬定設(shè)各效間的壓強(qiáng)降相等，則總壓強(qiáng)差為：=P1-PK/=501.3-30.4=470.9KPaP=式中P---各效加熱蒸汽壓強(qiáng)與二次蒸氣壓強(qiáng)之差KPa，----第一次加熱蒸氣的壓強(qiáng)KPa-----末效冷凝器中的二次蒸氣的壓強(qiáng)KPa各效間的壓強(qiáng)差可求得各效蒸發(fā)室的壓強(qiáng)即P1/=P1-Pi=501.3-470.9/3=344.3KPaP2/=P1-2Pi=501.3-2470.9/3=187.4KPaP3/=Pk/=30.4KPa

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:

第一效第二效第三效二次蒸汽壓強(qiáng)Pi/(KPa)

344.3

187.4

30.4二次蒸汽溫度Ti/(℃)(即下一效加熱蒸汽溫度)

138.2

117.9

66.8二次蒸汽的汽化潛熱(即下一效加熱蒸汽的ri/)

2154.1

2197.5

2332.8多效蒸發(fā)中的有效傳熱總溫度差可用下式計算：

有效總溫度差式中-----有效總溫度差，為各效有效溫度差之和，℃。-----第一效加熱蒸氣的溫度，℃。-----冷凝器操作壓強(qiáng)下二次蒸氣的飽和溫度，℃。-------總的溫度差損失，為各效溫度差損失之和，℃，=/+//+///式中/---由于溶液的蒸汽壓下降而引起的溫度差損失，℃，//---由于蒸發(fā)器紅溶液的靜壓強(qiáng)而引起的溫度差損失，℃，///----由于管道流體阻力產(chǎn)生壓強(qiáng)降而引起的溫度差損失，℃，

§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(qiáng)下標(biāo)準(zhǔn)液體（一般為水）的沸點呈線性關(guān)系。在以水的沸點為橫坐標(biāo)，該溶液的沸點為縱坐標(biāo)并以溶液的濃度為參數(shù)的直角坐標(biāo)圖上，可得一組直線，稱為杜林直線。附錄五位NaOH水溶液的杜林線圖。運(yùn)用杜林線圖，可根據(jù)溶液的濃度及實際壓強(qiáng)下水的沸點查出相同壓強(qiáng)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(qiáng)下沸點的近似值。此法的義舉世：某液體在兩種不同壓強(qiáng)下兩沸點之差（），與水災(zāi)同樣壓強(qiáng)愛慕；兩沸點之差（），其比值為一常數(shù)，即（（）/（）=，求得k值，其他任意壓強(qiáng)下的沸點可一由下式求得，即=-()；所以，不要杜林線圖也可以計算出溶液的△/值。我們的設(shè)計是根據(jù)Ti/(即相間壓強(qiáng)下水的沸點)和各效完畢液濃度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:tA1=143.8℃;tA2=126.2℃;tA3=84.8℃;則=143.8-138.2=5.6℃=126.2-117.9=8.3℃=84.8-66.8=18.0℃所以=5.6+8.3+18.0=31.9℃§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)部的沸點較液面處的為高，兩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：pm=p/+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—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1米由NaOH水溶液比重圖可得下列數(shù)據(jù):NaOH水溶液密度(Kg/m3)Pm1=344.3+=349.6KPaPm2=187.4+=193.0KPaPm3=30.4+=36.7KPa根據(jù)各效溶液平均壓強(qiáng)查得相應(yīng)的飽和溶液溫度為:T=138.8℃;T=118.9℃;T=72.2℃根據(jù)=式中--根據(jù)平均壓強(qiáng)求取的水的沸點℃，--根據(jù)二次蒸氣壓強(qiáng)求得水的沸點℃所以1=T-T=138.8-138.2=0.6℃2=T-T=118.9-117.9=1.0℃3=T-T=72.2-66.8=5.4℃=0.6+1.0+5.4=7.0℃§2·2·3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道流體阻力產(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)減少蒸汽的飽和溫度也相應(yīng)減少由此引起的溫度差損失即為，根據(jù)經(jīng)驗其值可以省略。=0℃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t所以總的溫度差損失為=++=31.9+7.0+0=38.9℃溶液的沸點ti=Ti/+5.6+0.6+0=6.2℃℃℃所以各效溶液沸點：t1=138.2+6.2=144.4℃，t2=117.9+9.3=127.2℃，t3=66.8+23.4=90.2℃§2·3加熱蒸汽消耗量和各效蒸發(fā)水量的計算第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，尚需考慮熱運(yùn)用系數(shù)一般溶液的蒸發(fā)，可取得0.94-0.7△x（式中△x為溶液的濃度變化，以質(zhì)量分率表達(dá)）。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(dāng)無額外蒸汽抽出時=------第i效加熱蒸氣的汽化潛熱------第i效二次蒸氣的汽化潛熱-----------原料液的比熱---------水的比熱，--------分別為第i效及第i-1效溶液的沸點-----------第i效的熱運(yùn)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（3-2）聯(lián)解而求得。第一效的焓衡量式為:W1=由相關(guān)手冊查得cp0=3.8644KJ/(Kg.℃)，cpw=4.2035KJ/(Kg.℃)代入W1==0.9225D1(a)同理第二效的熱衡算式為:W2=]0.94-0.7(0.174-0.125)=0.9057所以W2=第三效的熱衡算式為:W3=W3==0.7456W2-0.0568W1+237.93(c)又W1+W2+W3=3038.2(d)聯(lián)立(a),(b),(c),(d)式,解得:W1=1057.9Kg/hW2=1032.6Kg/hW3=947.7Kg/hD1=1169.0Kg/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以及傳熱系數(shù)K的擬定任意一效的傳熱速率方程為Si=式中---第i效的傳熱速率，W。----第i效的傳熱系數(shù)，W/（m2,℃）.---第i效的傳熱溫度差，℃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，通常采用各效傳熱面積相等的蒸發(fā)器，即S1=S3=S3=S若求得的傳熱面積不相等，應(yīng)根據(jù)各效面積相的原則重新分派各校的有效溫度差。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(dǎo)熱系數(shù)，----管壁的厚度，，，-----加熱管的外徑、平均直徑與內(nèi)徑，計算K0值重要在于求取關(guān)內(nèi)溶液的沸騰傳熱系統(tǒng)。該值受溶液的性質(zhì)、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(guān)聯(lián)式的準(zhǔn)確度較差。Q1=D1r1=984.32113=1.94Kg/h=T1-t1=151.8-145.8=6.0℃查得RS0=0.86×10-4m2.K/W,RSi=3.44×10-4m2K/W,取規(guī)格為的加熱管則d0=38mm,di=38-2.5=33mm,dm=,b=2.5mm第一效：蒸汽在垂直管外的冷凝對流傳熱系數(shù)假設(shè)壁溫tw1=150℃，特性溫度t=（151.8+150）/2=150.9℃，=151.8-150=1.8℃，由t值查得冷凝液的導(dǎo)熱系數(shù)=0.6839，密度=916.14Kg/m3，粘度=0.1848×10-3，又=2112.9Kj/Kg1==1.13)0.25=10806.6；驗算:Re==398.5<2023，所以1=10806.6由經(jīng)驗公式:(*)其中,：---沸騰液體與其蒸汽間的表面壓力,N/m;----液體的導(dǎo)熱系數(shù),W/m.k;P-----二次蒸汽壓力,Pa;cL------液體的比熱,J/Kg.K;r-----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Pas;-----水的動力粘度Pa.s;-----管壁與沸騰液體間的傳熱溫差K;C-----與表觀液面高度比例h有關(guān)的系數(shù);h:-----加熱管內(nèi)含純液柱高度占總管長的比例;對一效查得：=0.07943N/m，P=344.3KPa，C=0.33，cL=3813.1J/Kg.K;=0.7036W/m.k;r=2154.1KJ/Kg;=1090.5Kg/m3;=1.87807Kg/m3;=0.1944×10-3Pa.s;=0.5345×10-3Pas;=150-144.4=5.6K;帶入上式解得：1=5903.9帶入公式（A）得K1=1082.3檢查，帶入數(shù)據(jù)解得tw=149.9℃，與假設(shè)基本相同，故不必重算。所以K1=1082.3第二效：假設(shè)tw=135℃，特性溫度t=（135+138.2）/2=136.6℃，=138.2-135=3.2℃，由t值查得冷凝液的導(dǎo)熱系數(shù)=0.6853，密度=929.06Kg/m3，粘度=0.2068×10-3Pas，又=2145.1Kj/Kg由公式：2=得2=1.13)0.25=9221.7；驗證：Re==529.9<2023，所以2=9221.7由經(jīng)驗公式:由于t=（135+127.2）/2=131.1℃對二效查得：=0.08359N/m，P=187.4KPa，C=0.33，cL=3738.0J/Kg.K;=0.7090W/m.k;r=2197.5KJ/Kg;=1142.4Kg/m3;=1.06027Kg/m3;=0.2233×10-3Pa.s;=0.6925×10-3Pas;=135-127.2=7.8K;帶入上式解得：2=5443.8帶入公式（A）得K2=1045.7檢查，帶入數(shù)據(jù)解得tw=135.3℃，重新假設(shè)tw=135.3℃，所以t=(135.3+138.2)/2=136.25℃△

t=138.2-135.3=2.9℃由t=136.25℃查得=0.6853，密度=928.93Kg/m3，粘度=0.2065×10-3Pas，又=2154.1Kj/Kg根據(jù)式2=得：2=9454.3；驗證：驗證：Re==493.1<2023，所以2=9454.1由于t=（135.3+127.2）/2=131.25℃對二效查得：=0.08359N/m，P=187.4KPa，C=0.33，cL=3738.0J/Kg.K;=0.7090W/m.k;r=2197.5KJ/Kg;=1142.4Kg/m3;=1.06027Kg/m3;=0.2233×10-3Pa.s;=0.6925×10-3Pas;=135.3-127.2=8.1K;根據(jù)公式：得2=5653.1由公式（A）計算得到K2=1057.3檢查帶入數(shù)據(jù)解得tw=135.2℃，與假設(shè)基本相同，故不必重算。所以K2=1057.3第三效根據(jù)式3=，Re<2023，驗證：Re=假設(shè)tw3=110℃，特性溫度t=（117.9+110）/2=113.95℃，=112.9-110=7.9℃，由t值查得冷凝液的導(dǎo)熱系數(shù)=0.6846，密度=947.88Kg/m3，粘度=0.2503×10-3Pas，又=2197.5Kj/Kg由公式：3=得3=1.13)0.25=7114.6；驗證：Re==817.5<2023，所以2=7114.6由t=（110+90.2）/2=100.1℃對三效查得：=0.0855N/m，P=30.4KPa，C=0.33，cL=3638.30J/Kg.K;=0.7090W/m.k;r=2332.8KJ/Kg;=1275Kg/m3;=0.19326Kg/m3;=0.2832×10-3Pa.s;=1.555×10-3Pas;=110-90.2=19.8K;經(jīng)驗公式:帶入上式解得：3=4383.8帶入公式（A）得K3=961.6檢查帶入數(shù)據(jù)解得tw=110.0℃，與假設(shè)基本相同，故不必重算。所以K3=961.6即K1=1082.3,K2=1057.3,K3=961.6。由于參數(shù)太多，值查的不準(zhǔn)，計算的K值差別不大，優(yōu)化效果不明顯，故用經(jīng)驗值，K1=1860,K2=1280,K3=700分別帶入公式：Si=得到S1==m2S2==S3==m2誤差為：1--誤差較大，故應(yīng)調(diào)整各效的有效溫度差，反復(fù)上述環(huán)節(jié)?！?·5溫差的重新分派與試差計算§2·5·1重新分派各效的有效溫度差，平均傳熱面積:S==38.26m2重新分派有效溫度差:==℃==℃==℃§2·5·2反復(fù)上述計算環(huán)節(jié)：§2·5·2·1由所求各效蒸汽量求各效溶液濃度X1=;X2=，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(qiáng)保持不變,各種溫度差損失可視為衡值，故末效溶液的沸點=90.2.而=23.53℃,則第三效加熱蒸汽溫度（即第二效二次蒸汽溫度）為T3=T2/=90.2+23.53=113.75℃,由于第二效二次蒸汽溫度為T2/=113.75℃,再由X2=0.185查杜林曲線得:tA2=121.74℃,所以t2=tA2+=121.74+1.0=122.74℃同理：由t2=122.74℃，=12.93℃則T2=T1/=t2+=122.74+12.93=135.67℃再由T1/=135.67℃，X1=0.130，查杜林曲線得:tA1=141.62℃t1=141.62+0.6=142.22℃；也可以由t1=T1=151.8-9.64=142.16℃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℃以上計算結(jié)果總結(jié)如下:效數(shù)第一效第二效第三效溶液沸點ti℃142.22122.7490.2加熱蒸汽的溫度(℃)151.8134.5107.93有效溫度差(℃)9.4612.9323.53§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Ti/(℃)(即下一效加熱蒸汽)溫度如下表：效數(shù)第一效第二效第三效二次蒸汽溫度Ti/(℃)(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ri/)2161.32222.32332.8第一效：=0.94－0.7×（0.130－0.10）=0.919W1=0.919Kg/h第二效：W2=第三效：=0.94－0.7×(0.30－0.185)=0.8595W3=0.8595[]Kg/hW3=211.14－0.0482W1+07705W2由于：W1+W2+W3=3038.2Kg/h得：W1=1047.1Kg/h，W2=1023.4Kg/hW3=967.7Kg/h，D=1165.4Kg/h與第一次熱量恒算所得結(jié)果：W1=1057.9Kg/h，W2=1032.6Kg/h，W3=947.7Kg/h比較并計算誤差得=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。§2·5·2·4計算各效傳熱面積S1==m2S2==m2S3==m2誤差計算得：1-=1－36.27/38.15=0.049<0.05；所以誤差允許取平均面積的S=37.18m2§2·6計算結(jié)果列表效數(shù)123冷凝器加熱蒸汽溫度(℃)151.8135.67113.7366.8操作壓強(qiáng)Pi/(KPa)319.6162.630.430.4溶液沸點ti℃142.22122.7490.2

完畢液濃度(%)13.018.530.0

蒸發(fā)水量WiKg/h1047.11023.4967.7

生蒸汽量DKg/h1165.4

傳熱面積Sim237.1837.1837.18

表中Pi/按T1/=T2=135.67℃查得,P2/按T2/=T3=113.73℃查得,Pk/≈P3/=30.4KPa第三章NaOH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具體的拉格朗日乘子法求解過程如下：（1）先輸入筆算得相關(guān)數(shù)據(jù)（與優(yōu)化計算的過程相比可視為常量的或者不變的量）a0=0.018b0=0.000146,B=40000，c0=4180,c1=0.5,c2=1,c=0，e=0.00001,f=4557.3,fc=0.15，k1=1860,k2=1280,k3=700，o=7680,p=1000,R0=2112.9,r3=2332.8,y=0.6,x0=0.1,x3=0.3,t0=20,t3=66.8,T1=151.8,Tk=66.8,Tpm[3]={138.8,118.9,72.2},Ta[3]={143.8,126.2,84.8},T[3]={138.2,117.9,66.8};（2）

根據(jù)公式w=f*(1-x0/x3);計算總的蒸發(fā)量（3）

根據(jù)Tpm[3]，Ta[3]，T[3]德具體數(shù)值計算相關(guān)量b視為不便的量。（4）

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(zhǔn)備（5）

根據(jù)公式w1=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（6）

根據(jù)公式x1=f*x0/(f-w1);x2=f*x0/(f-w1-w2);進(jìn)一步求出第一效和第二效的濃度（7）

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。(8)運(yùn)用經(jīng)驗公式R1=(2466904.9-1584.3*T1-4.9*T1*T1)/1000;R2=(2466904.9-1584.3*t1-4.9*t1*t1)/1000;求變化后的第一效和第二效蒸氣的汽化潛熱。當(dāng)滿足條件時退出循環(huán)并開始計算面積，同時求出費(fèi)用，假如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(jìn)入循環(huán)直至滿足條件（9）分別計算年生蒸汽費(fèi)用，蒸發(fā)器年折舊維修費(fèi)用和整孔系統(tǒng)費(fèi)用。并考慮節(jié)省的費(fèi)用?！?·2程序內(nèi)部變量說明程序內(nèi)部變量說明：a0------計算年蒸汽費(fèi)用時的常量0.018,a--------雙精度變量,A[3]----面積的一維變量,b------計算年蒸汽費(fèi)用時的常量00.000146,b--------雙精度變量,B--------蒸發(fā)器用不銹鋼市場鋼材價格,40000,c0--------水的比熱容,c1---------電費(fèi)0.5,c2-------動力費(fèi)附加系數(shù),c----------雙精度變量,,d---------雙精度變量,D1-------生蒸汽-雙精度變量dt1,dt2,dt3,------分別為溫度差變量e------循環(huán)控制常量0.00001,E---------雙精度變量,f----------溶液流量,fc-------蒸發(fā)器念折舊及維修率0.15,h---------雙精度變量,H[3]--------增資系數(shù)的一維變量,k1,k2,k3-------各效總的傳熱系數(shù)L---------雙精度變量,M---------雙精度變量,N---------雙精度變量,m---------雙精度變量,n---------雙精度變量,o---------蒸發(fā)器年工作時間7680,p---------水的通常密度,R0---------生蒸汽的汽化潛熱,r1,r2,r3--------各效汽化潛熱的雙精度變量,w-------總的蒸發(fā)量,w1,w2,w3-------各效蒸發(fā)量,vw--------雙精度變量,y----------泵的效率,j,j1,j2,j3-------------費(fèi)用的雙精度變量，t0---------------冷凝水的進(jìn)口溫度20,t1,t2,t3-------------各效的溶液的沸點,T1------------生蒸汽的溫度,Tk---------------冷凝器的蒸汽溫度,R1,R2-------第一效和第二效蒸氣的汽化潛熱雙精度變量x0,x1,x2,x3---------原料液濃度和各效內(nèi)部的濃度,Tpm[3]---------溶液靜平均壓強(qiáng)相應(yīng)的飽和溫度的一維變量,Ta[3]-----------由杜林曲線查出的各小溶液沸點的一維變量,T[3]-------------二次蒸汽溫度的一維變量;§3·3程序內(nèi)容：#include<stdio.h>#include<math.h>main(){inti;doublea0=0.018,a,A[3], b0=0.000146,b,B=40000, c0=4180,c1=0.5,c2=1,c=0, d=0,D1,dt1,dt2,dt3, e=0.00001,E,f=4557.3,fc=0.15,h,H[3], k1=1860,k2=1280,k3=700, L,M=0,N,m,n,o=7680,p=1000, R0=2112.9,R1,R2,r1,r2,r3=2332.8, w,w1,w2,w3,vw,y=0.6, j,j1,j2,j3, x0=0.1,x1,x2,x3=0.3, t0=20,t1,t2,t3=66.8, T1=151.8,Tk=66.8,Tpm[3]={138.8,118.9,72.2}, Ta[3]={143.8,126.2,84.8},T[3]={138.2,117.9,66.8};for(i=0;i<3;i++){c+=Ta[i]-T[i];d+=Tpm[i]-T[i];}b=T1-Tk-c-d;scanf("%f,%f",&r1,&r2);w=f*(1-x0/x3);for(;;){w1=w/(1+r1/r2+r1/r3);w2=w/(1+r2/r1+r2/r3);w3=w-w1-w2;D1=w3*r3/R0;x1=f*x0/(f-w1);x2=f*x0/(f-w1-w2);m=D1*R0/k1;n=w1*r1/k2;h=w2*r2/k3;a=sqrt(m)+sqrt(n)+sqrt(h);dt1=b*sqrt(m)/a;dt2=b*sqrt(n)/a;dt3=b*sqrt(h)/a;R1=(2466904.9-1584.3*T1-4.9*T1*T1)/1000;t1=t3+dt3+dt2;R2=(2466904.9-1584.3*t1-4.9*t1*t1)/1000;if(fabs((R1-r1)/r1)<=e&&fabs((R2-r2)/r2)<=e)break;else{r1=R1;r2=R2;}}t1=T1-dt1;t2=t3+dt3;printf("xiangguanshuju:\n");printf("D1=%f,\nw=%f,w1=%f,w2=%f,\nR1=%f,R2=%f,\ndt1=%f,dt2=%f,dt3=%f,\nT1=%f,t1=%f,t2=%f,t3=%f,\nx0=%f,x0=%f,x1=%f,x2=%f,x3=%f\n", D1,w,w1,w2,w3,R1,R2,dt1,dt2,dt3,T1,t1,t2,t3,x0,x1,x2,x3);printf("xiamianjisuanmianji:\n");A[0]=m/dt1/3.6;A[1]=n/dt2/3.6;A[2]=h/dt3/3.6;printf("mianjishi:\n");printf("A[0]=%f,\nA[1]=%f,\nA[2]=%f",A[0],A[1],A[2]);printf("\njisuanfeiyong:\n");j1=o*D1*(a0+b0*T1)/10000;for(i=0;i<3;i++){if(A[i]<=100)H[i]=1;elseif(A[i]<=200&&A[i]>100) H[i]=1.2; else H[i]=1.5;}for(i=0;i<3;i++)printf("%f,%f\n",A[i],H[i]);for(i=0;i<3;i++)M+=(4400+B-620)*1.2*(0.667+0.0287*A[i])*H[i];j2=fc*M/10000;vw=w3*(r3*1000+c0*5)/p/c0/(Tk-5-t0)/3600;j3=c1*c2*o*(21+1450*vw*vw)*vw*p/102/y/10000;j=j1+j2+j3;printf("j=%f,\nj1=%f,\nj2=%f,\nj3=%f\n",j,j1,j2,j3);L=j1/j;E=j2/j;N=j3/j;printf("L=%f,E=%f,N=%f\n",L,E,N);return;}§3·4程序優(yōu)化計算結(jié)果程序運(yùn)營結(jié)果：D1=1069.216649,w=3038.202300,w1=1068.914989,w2=1000.496284,w3=968.427580,A[0]=28.070734,A[1]=33.838044,A[2]=45.757387,Dt1=12.019197.Dt2=14.488617,Dt3=19.592186,R1=2113.496284；R2=2257.212455；優(yōu)化后的：總的費(fèi)用：J=37.469867萬元,各種費(fèi)用所占的比例：年生蒸汽費(fèi)用：J1=32.980020萬元,L=0.880174,蒸發(fā)器年折舊維修費(fèi)用：J2=4.011927萬元,E=0.107071真空系統(tǒng)費(fèi)用：J3=0.477921萬元,N=0.012755§3·5優(yōu)化前后費(fèi)用比較等面積的各項費(fèi)用：總的費(fèi)用：J’=40.6329萬元各種費(fèi)用所占的比例：年生蒸汽費(fèi)用：J1’=35.9468萬元,L’=0.8847蒸發(fā)器年折舊維修費(fèi)用：J2’=4.0988萬元E’=0.1009真空系統(tǒng)費(fèi)用：J3’=0.5873萬元N=0.01445兩者比較：總的節(jié)省費(fèi)用：J0=J’-J=40.6329-37.469867=3.1631萬元，節(jié)省費(fèi)用比例:7.78%年生蒸汽費(fèi)用：J10=J1’-J1=35.9486-32.980020=2.9668萬元,L0=0.9379,年折舊維修費(fèi)用:J20=J2’-J2=4.0988-4.0119=0.0869萬元,E0=0.02747,真空系統(tǒng)費(fèi)用：J30=J3’-J3=0.5873-0.4779=0.1094萬元,N0=0.03459,第四章蒸發(fā)器工藝尺寸計算蒸發(fā)器的重要結(jié)構(gòu)尺寸（以下均以第一效為計算對象）我們選取的中央循環(huán)管式蒸發(fā)器的計算方法如下?！?·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)的初步估計蒸發(fā)器的加熱管通常選用38*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)垢后的難以限度、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)計任務(wù)和溶液性質(zhì)，我們選用以下的管子?？筛鶕?jù)經(jīng)驗我們選取：L=2M，38*2.5mm可以根據(jù)加熱管的規(guī)格與長度初步估計所需的管子數(shù)n’，=124（根）式中S=----蒸發(fā)器的傳熱面積，m2，由前面的工藝計算決定（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，則計算n’時的管長應(yīng)用（L—0.1）m.§4·1·2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’計算。循環(huán)管內(nèi)徑以D1表達(dá)，則所以mm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：循環(huán)管管長與加熱管管長相同為2m。按上式計算出的D1后應(yīng)從管規(guī)格表中選取的管徑相近的標(biāo)準(zhǔn)管，只要n和n’相差不大。循環(huán)管的規(guī)格一次擬定。循環(huán)管的管長與加熱管相等，循環(huán)管的表面積不計入傳熱面積中?！?·1·3加熱室直徑及加熱管數(shù)目的擬定加熱室的內(nèi)徑取決于加熱管和循環(huán)管的規(guī)格、數(shù)目及在管板撒謊可以的排列方式。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)計中，管心距的數(shù)據(jù)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，只要擬定管子規(guī)格，相應(yīng)的管心距則是定值。我們選用的設(shè)計管心距是：擬定加熱室內(nèi)徑和加熱管數(shù)的具體做法是：先計算管束中心線上管數(shù)nc，管子安正三角形排列時，nc=1.1*；其中n為總加熱管數(shù)。初步估計加熱室Di=t(nc-1)+2b’,式中b’=(1—1.5)d0.然后由容器公稱直徑系列，試選一個內(nèi)徑作為加熱室內(nèi)徑并以該內(nèi)徑和循環(huán)管外景作同心圓，在同心圓的環(huán)隙中，按加熱管的排列方式和管心距作圖。所畫的管數(shù)n必須大于初值n’，若不滿足，應(yīng)另選一設(shè)備內(nèi)徑，重新作圖，直至合適。由于加熱管的外徑為38mm，可取管心距為48mm；以三角形排列計算，b’=(1—1.5)d0=1.5*d0，Di=t(nc-1)+2b’=48*（13-1）+2*38*1.5=690mm，選取加熱室殼體內(nèi)徑為800mm鄙厚為12mm；§4·1·4分離室直徑與高度的擬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)。分離室體積V的計算式為：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U=1.1~1.5m3/(m3*s)根據(jù)由蒸發(fā)器工藝計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。擬定了分離室的體積，其高度與直徑符合關(guān)系，擬定高度與直徑應(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)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)簡樸制造方便。（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）；m3。H=1.8m，，D=1.2m§4·2接管尺寸的擬定流體進(jìn)出口的內(nèi)徑按下式計算式中-----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。§4·2·1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)第一效溶液流量擬定接管。取流體的流速為0.8m/s；所以取ф57X3.5mm規(guī)格管?！?·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。所以取ф76X3.5mm規(guī)格管?！?·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擬定。所以取ф65X3.5mm規(guī)格管。

第五章、蒸發(fā)裝置的輔助設(shè)備§5·1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)立氣液分離器，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，起工作原理是運(yùn)用帶有液滴的二次蒸汽在忽然改變運(yùn)動方向時，液滴因慣性作用而與蒸汽分離。在慣性式分離器的重要尺寸可按下列關(guān)系擬定：D0=D1；D1：D2：D3=1：1.5：2H=D3h=0.4~0.5D1D0--------二次蒸汽的管徑，mD1--------除沫器內(nèi)管的直徑，mD2--------除沫器外管的直徑，mD3--------除沫器外殼的直徑，mH---------除沫器的總高度，mh---------除沫器內(nèi)管頂部與器頂?shù)木嚯x，mD1=103mmD2=154.5mmD3=206mmH=206mmh=46.35mm選取二次蒸汽流出管：除霧器內(nèi)管：除霧器外罩管：§5·2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)行熱互換，其冷凝效果好，被廣乏采用?，F(xiàn)采用多孔板式蒸汽冷凝器：

§5·2·1冷卻水量根據(jù)冷凝器入口蒸汽壓強(qiáng)和冷卻水進(jìn)口溫度可由圖表可查得。-----冷卻水量m3/h；-----所需冷凝的蒸汽量，Kg/h實際取§5·2·2由計算可知,進(jìn)入冷凝器的二次蒸汽的體積流量可計算得到冷凝器的直徑D取D=300mm§5·2·3淋水板的設(shè)計(1)淋水板數(shù)：D<500mm,淋水板取4塊(2)淋水板間距：L末0.15m又L0=D+(0.15~0.3)m取L0=0.3+0.2=0.5m。L1=0.6*L0=0.6*0.5=0.3mL2=0.6*L1=0.18mL3=0.6*L2=0.108m<0.15m所以取L0=0.5m。L1=0.3mL2=0.18mL3=0.15m（3）弓型淋水板的寬度：最上面一塊=（0.8~0.9）D，其他各淋水板B=D/2+0.05m所以=0.8*0.3~0.9*0.3，取=0.25m，其余取B=0.3/2+0.05+0.2m。(4)淋水板堰高h(yuǎn)：D=300mm<500mm,取h=40mm(5)淋水孔徑：冷卻水循環(huán)使用,取d=10mm(6)淋水孔數(shù)：淋水孔冷卻水流速,,考慮到長期操作易堵,則:N1=n*（1+12%）=134最上一板孔數(shù)為N1=n*（1+12%）=134取整為134個其他各板孔數(shù)為取整為125個§5·3泵的選型：(1)

真空泵真空度為0.7atm,真空泵排氣量---真空系統(tǒng)滲透空氣量;---蒸發(fā)過程中料液釋放的不凝性氣體量,?？梢院雎?---每小時冷卻水能釋放的空氣量;---蒸發(fā)過程中流體的飽和蒸汽壓的當(dāng)量值;---不凝性氣體機(jī)械夾帶的生蒸汽量,常忽略;=0.45kg/h；=0==++)=1.01(0.45+0+0.565)=1.015kg/h=0=++++=.根據(jù)排氣量和所抽氣體基本上是空氣的前提條件,選用水噴射泵11/2BA-6系列功率極限真空度材料最大吸氣量1.5KW600mmHgA3鋼7.4kg/h(2)離心泵q=F/ρ=4557.3/998.2=4.566m3/h查IS型單級單吸離心泵性能表：選型號：IS50-32-125流量：12.5m3/h揚(yáng)程20m轉(zhuǎn)數(shù)：2900r/min軸功率：1.13Kw電機(jī)功率：2.2Kw效率60%必須汽蝕余量：2.0m§5·4預(yù)熱器的選型：將4557.3Kg/h的10%NaOH溶液從20%加熱到144.4.4oC。加熱介質(zhì)采用500Kpa絕壓的飽和水蒸氣，冷凝液在飽和溫度下排出：（1）

擬定流體通入的空間：因加熱介質(zhì)是飽和蒸汽宜通入殼程N(yùn)aOH溶液通入管內(nèi)。（2）

擬定流體的定位溫度物性數(shù)據(jù)并選擇列管式換熱器的型式，飽和蒸汽壓強(qiáng)為500Pa,絕壓溫度T=151.7oC。因是恒溫，飽和蒸汽的定性溫度下Tm=151.7oC，NaOH的定性溫度tw=0.5(20+144.4)=82.2oC.。兩流體的溫度差Tm-tm=151.7-82.2=69.5oC兩流體的溫差大于50oC，故選用浮式列管換熱器。兩流體在定性溫度下的物性數(shù)據(jù)如下：物性/流體溫度/oC密度/Kg/m3μ/mPa.sCp/KJ/Kg.oCλ/W/moCΓKj/KgNaOH溶液82.21094.70.683.86020.7001

冷凝水120.2

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