蔗糖水溶液雙效蒸發(fā)裝置的設(shè)計論文_第1頁
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文檔簡介

1、食品工程原理課程設(shè)計說明書設(shè)計題目: 蔗糖水溶液二效蒸發(fā)裝置的設(shè)計 設(shè)計者:班級 姓名學(xué)號 指導(dǎo)教師:設(shè)計成績: 日期 目 錄1.任務(wù)書32.概述32.1 蒸發(fā)及蒸發(fā)流程32.2 蒸發(fā)操作的分類32.3 蒸發(fā)操作的特點42.4 蒸發(fā)操作的設(shè)備43.雙效蒸發(fā)的工藝計算43.1 蒸發(fā)器的設(shè)計步驟43.2 蒸發(fā)器的計算方法4各效蒸發(fā)量和完成液濃度的估算:4各效溶液沸點及有效總溫差的估算4蒸發(fā)器傳熱面積和有效溫差在各效中的分配:44.加熱室結(jié)構(gòu)尺寸的計算:44.1加熱管的選擇和管數(shù)的初步估計44.2循環(huán)管的選擇44.3加熱室直徑及加熱管數(shù)目的確定44.4分離室直徑與高度的確定44.5接管尺寸:4溶液進(jìn)

2、口尺寸:4加熱蒸汽與二次蒸汽出口:4冷凝水出口:45. 蒸發(fā)裝置的輔助設(shè)備45.1 氣液分離器45.2蒸汽冷凝器45.3 泵的選型4參考文獻(xiàn)41.任務(wù)書含固形物3.4%(質(zhì)量分率,下同)的蔗糖水溶液,擬經(jīng)二效真空蒸發(fā)裝置進(jìn)行濃縮,要求成品濃度為49%,原料液溫度為第一效沸點(60),加熱蒸汽壓力為500kPa(絕壓),冷凝器為15kPa(絕壓),日處理量為20000噸/年,日工作時間為24小時,試設(shè)計該蒸發(fā)過程。假定采用中央循環(huán)管式蒸發(fā)器,雙效并流進(jìn)料,效間流動溫差損失設(shè)為1K,第一效采用自然循環(huán),傳熱系數(shù)為1200w/(m2·k),第二效采用強(qiáng)制循環(huán),傳熱系數(shù)為800w/(m2&#

3、183;k),各效蒸發(fā)器中料液液面均為1.5m,各效加熱蒸汽的冷凝液均在飽和溫度下排出,并假設(shè)各效傳熱面積相等,忽略熱損失。2.概述2.1 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(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)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

4、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,排出的蒸汽如不再利用,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。2.2 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

5、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,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。2.3 蒸發(fā)操作的

6、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(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:沸點升高 蒸發(fā)的溶液中含有不揮發(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性,例如有些物料在濃縮時可能析出晶體,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)物料的特性和工藝要求,選擇適宜的蒸

7、發(fā)流程和設(shè)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。2.4 蒸發(fā)操作的設(shè)備圖1:雙效并流蒸發(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(shè)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(shè)備包括:使液沫進(jìn)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。茲分述如下:  由于生產(chǎn)要求的不同,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

8、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,接近于完成液的溫度。操作穩(wěn)定。此類蒸發(fā)器主要有  a.中央循環(huán)式蒸發(fā)器,  b.懸框式蒸發(fā)器, c.外熱式蒸發(fā)器, d.列文式蒸發(fā)器 e.強(qiáng)制蒸發(fā)器。其中,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,故特別適用于熱敏性物料的  蒸發(fā);溫度差損失較小,表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)較大。缺點:設(shè)計或操作不當(dāng)時不易成膜,熱流量將明顯下降;不適用

9、于易結(jié)晶、結(jié)垢物料的蒸發(fā)。此類蒸發(fā)器主要有 a.升膜式蒸發(fā)器, b. 升膜式蒸發(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

10、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12m;加熱管徑多為2575mm之間。但實際上,由于結(jié)構(gòu)上的限制,其循環(huán)速度一般在0.40.5m/s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。3.雙效蒸發(fā)的工藝計算多效蒸發(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,最終完成液的濃度,加熱蒸氣的壓強(qiáng)和冷凝器中的壓強(qiáng)等。3.1 蒸發(fā)器的設(shè)計步驟蒸發(fā)器的設(shè)計計算步驟多效蒸發(fā)的計算一般采用試算法。根據(jù)工藝要求及溶液的性質(zhì),確定

11、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)。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。(1) 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。(2) 根據(jù)蒸發(fā)器的焓衡算,求各效的蒸發(fā)量和傳熱量。(3) 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。3.2 蒸發(fā)器的計算方法各效蒸發(fā)量和完成液濃度的估算:選取的是二效順流加熱的蒸發(fā)裝置。已知條件為:處理能力為F=30000 (T/年),原料液的濃

12、度為3.5,完成液濃度為50??傉舭l(fā)量 (1-1) 代入數(shù)據(jù)有對于順流操作的多效蒸發(fā),因為有自蒸發(fā)現(xiàn)象,可按如下比例進(jìn)行估計 W : W =1 :1.1 (1-2)在蒸發(fā)過程中,總蒸發(fā)量為各效蒸量之和即 W=W + W (1-3)所以由(1-1)、(1-2)及(1-3)分別代入數(shù)據(jù)后可以得出:W=1230 (Kg/h) W=1254 (Kg/h)任何一效i中料液的濃度為 代入數(shù)據(jù)有以上各式中:W-總蒸發(fā)量, Kg/h W-各效蒸發(fā)量,Kg/h F-原料液流量,Kg/h -原料液及各效完成液濃度 (質(zhì)量%)各效溶液沸點及有效總溫差的估算 (1)欲求各效沸點溫度,需假定壓強(qiáng),一般加熱蒸汽壓強(qiáng)和冷凝

13、器中的壓強(qiáng)是給定的,其他各效壓強(qiáng)可按各效間蒸汽壓強(qiáng)降相等的假設(shè)來確定。即 (1-4) 式中:-各效加熱蒸汽壓強(qiáng)與二次蒸汽壓強(qiáng)之差,Kpa - 第一效加熱蒸汽的壓強(qiáng),Kpa - 末效冷凝器中的二次蒸汽壓強(qiáng),Kpa由已知條件可知:P=500 (Kpa) P=15 (Kpa) n=2代入數(shù)據(jù)有: 所以在一效蒸發(fā)裝置中其二次蒸汽壓強(qiáng)為: P=500-242.5=257.5 (Kpa)在末端冷凝裝置中其壓強(qiáng)為:P=15(Kpa) 查附錄表可知蒸汽溫度 : T=53.9 () 據(jù)已知條件,假定效間流動溫差損失為1K,查飽和蒸汽表,可列出各熱參數(shù)值如下表:蒸汽壓力(Kpa)溫度()汽化熱(kJ/kg)一效加

14、熱蒸汽500151.72100.8一效二次蒸汽257.5128.32182.4二效加熱蒸汽127.32184.5二效二次蒸汽54.92377.9進(jìn)冷凝器蒸汽1553.92377.1(2) 多效蒸發(fā)中的有效傳熱總溫度差可用下式計算 (1-5) 式中:- 有效總溫度差,為各效有效溫度差之和() - 第一效加熱蒸汽的溫度,()- 冷凝器操作壓強(qiáng)下二次蒸汽的飽和溫度,()- 總的溫度差損失,為各效溫度差損失之和,()其中: (1-6)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)器中溶液的靜壓強(qiáng)而引起的溫度差損失,()-由于管路流體阻力產(chǎn)生壓強(qiáng)降而引起溫度差損失,()由于溶液蒸汽壓下降

15、所引起的溫度差損失可由校正系數(shù)法和杜林規(guī)則求得,在此使用校正系數(shù)法來算 (1-7)式中:T-操作壓力下水的沸點,(K) r -操作壓力下水的汽化熱,(J/kg) - 常壓下溶液沸點升高,K。糖液不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)對應(yīng)的常壓沸點升高如下表:/%1015202530354045505560/k0.10.20.30.40.60.81.01.41.82.33.0第一效由于壓強(qiáng)降引起的溫差損失首先由上面的表可知在=6.3%時,=0.04由后面的附表可算出:在 T=128.3()時 r=2182.4 (kJ/kg) 代入公式(1-7)中有: ()第二效由于壓強(qiáng)降引起的溫差損失首先由上面的表可知在=50%時,=1

16、.8后面的附表可算出:在 T=54.9()時 r=2377.9 (kJ/kg)代入公式(1-7)中有: ()由于溶液靜壓強(qiáng)而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,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: (1-8)式中:- 蒸發(fā)器中液面與底部間平均壓強(qiáng),Kpa- 二次蒸汽的壓強(qiáng),即液面處的壓強(qiáng),Kpa- 溶液的平均密度,kg/mh- 溶液的高度,mg- 重力加速度,m

17、/s (1-9)式中:- 根據(jù)平均壓強(qiáng)求的水的沸點,()- 根據(jù)二次蒸汽壓強(qiáng)P求得的水蒸氣的沸點,()第一效由于溶液的靜壓強(qiáng)引起的溫度差損失由已知條件可知 h=1.5(m) =257.5 (Kpa) =1.01310 kg/m g=9.8 m/s 根據(jù)公式(1-8)代入數(shù)據(jù)有: (Kpa)在=272.4(Kpa)時,可有附錄表求得=130.25 ()有前面已知在=257.5(Kpa)下, =128.3 ()所以有公式(1-9)可知: ()第二效由于溶液靜壓強(qiáng)引起的溫度差損失由已知條件可知:在第二效中二次蒸汽的溫度為T=54.9 ()由此可根據(jù)附錄表(4-1)可求出其壓強(qiáng):=15.273 (Kp

18、a)又有:h=1.5(m) g=9.8( m/s) =1.2110 (kg/m)所以有公式(1-9)并代入數(shù)據(jù)有:在=24.567(Kpa)時,可由附錄表(4-1)求得:=64.6 ()所以 ()由于管道流體阻力產(chǎn)生的壓強(qiáng)降所引起的溫度損失在多效蒸發(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,由于管道的阻力,使其壓強(qiáng)降低,蒸汽的飽和溫度也相應(yīng)的降低,由此引起的溫度差損失即為。根據(jù)經(jīng)驗,取各效間管道阻力引起的溫度損失為1。各效中溶液的沸點的計算:由公式: (1-10)式中:T- 第i溶液的沸點,()- 根據(jù)二次蒸汽壓強(qiáng)P求得的水蒸氣的沸點,()- 第i所有的溫度損失, ()第一效溶液的

19、沸點T:由公式(1-10)可知: ()第二效溶液的沸點T:由公式(1-10)可知:對以上各項數(shù)據(jù)匯表如下: 第一次各效參數(shù)估值表效數(shù)濃度沸點()二次蒸汽溫度()汽化熱(kJ/kg)蒸汽焓(kJ/kg)00.033151.72100.810.059130.3128.32182.42721.420.4865.754.92377.92596.5加熱蒸汽消耗量和各效蒸發(fā)水量的初步計算:由熱量衡算列出多效蒸發(fā)溶液中第一效的熱量衡算式: 移項可得: (1-11) 令: (1-12)稱為第一效的蒸發(fā)因數(shù),其意義是:1Kg加熱蒸汽冷凝時放出的熱量所能蒸發(fā)溶液中水分的千克數(shù),其近似值等于1,計算式按1處理。將式

20、(1-12)代入(1-11)中有: 取1,則 (1-13)考慮到因存在熱損失會對V產(chǎn)生影響,將上式乘以小于1的因數(shù),則實際為: (1-14)式中,可稱為第一效的熱利用因數(shù)。對于一般溶液的蒸發(fā),可取。同理,按式(1-14)的推出方法,可得到第二效蒸發(fā)量的表達(dá)式 由于,所以 (1-15)其中 (1-16)以上各式中: 、- 第一、二效中的蒸發(fā)量,kg/h - 各效的蒸發(fā)因數(shù), - 原料液的比熱,KJ/kg - 水的比熱,KJ/kg - 加熱蒸汽、第一、二效溶液的沸點, 、- 第一、二效蒸汽的汽化熱,kJ/kg所以,由已知條件可知,原料液是由沸點進(jìn)料的,即 由式 (1-12)可知: 則由式(1-14

21、) (1-17) 由式(1-16) (K·kg/kJ) (KJ/kg·K)取 由式(1-15):由式(1-3) W=W + W 即 0.98S+0.85 +285.2=2584 (kg/h)由式(1-17):=0.98×1256.2=1231.1(kg/h) (kg/h) 與假設(shè)相比,符合11.1,其誤差均小于3%,所以可不必對各效蒸發(fā)水量及濃度加以修正。蒸發(fā)器傳熱面積和有效溫差在各效中的分配:任一效的傳熱速率方程為:式中:Q- 第i效傳熱速率,W; K- 第i效的傳熱系數(shù),W/(m) A- 第i效的傳熱面積,m - 第i效的傳熱溫差,有效溫差的分配的目的是為了求

22、取蒸發(fā)器的傳熱面積A,即 (1-18)式中: (1-19)在多效蒸發(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 。若求得的傳熱面積不相等,應(yīng)依據(jù)各效面積相等的原則重新分配各效有效溫度。方法如下:設(shè)以表示各效面積相等時的有效溫差,則 與式(1-18)相比可得: (1-20)將(1-20)式中的兩式相加得: (1-21)所以根據(jù)式(1-19),可得出: 根據(jù)式(1-18)、且K=1200 W/(m) K=800 W/(m),可得出: (m) (m)為使設(shè)備加工及制造方便,選取,先結(jié)果AA,所以原設(shè)的溫度分布有誤,應(yīng)重新調(diào)整。根據(jù)式(1-21)、(1-20)對其進(jìn)行重新分配。如下:

23、第一次校正:由式(1-5)有 (1-21)得 (m) (1-20)得 對溫差進(jìn)行重新分配有: 一效沸點為:122.8 二效沸點為:65.3校正后各效的溫度分布及物性數(shù)據(jù)如下表:效數(shù)溶液濃度沸點二次蒸汽溫度()汽化熱(kJ/kg)蒸汽焓(kJ/kg)00.035151.7151.72100.810.062122.8120.82203.12710.120.5/65.353.32375.52594.7同理由式 (1-12)可知: 則由式(1-14) (1-17) 由式(1-16) (K·kg/kJ) (KJ/kg·K)取 由式(1-15):由式(1-3) W=W + W 即 0.

24、98S+0.86 +263.6=2584 S=1261.1 (kg/h)由式(1-17):=0.98×1261.1=1235.9(kg/h) (kg/h) 根據(jù)式(1-18)、且K=1200 W/(m) K=800 W/(m),可得出: (m) (m)由計算結(jié)果可知:A.所以還得繼續(xù)對其校正。校正如下:第二次校正:由式(1-5)有 (1-21)得 (m) (1-20)得 對溫差進(jìn)行重新分配有: 一效沸點為:118.7 二效沸點為:65.3 校正后各效的溫度分布及物性數(shù)據(jù)如下表:效數(shù)溶液濃度沸點二次蒸汽溫度()汽化熱(kJ/kg)蒸汽焓(kJ/kg)00.035151.7151.721

25、00.810.062118.7116.72208.82705.920.5065.353.32375.52594.7同理由式 (1-12)可知: 則由式(1-14) (1-17) 由式(1-16) (K·kg/kJ) (KJ/kg·K)取 由式(1-15):由式(1-3) W=W + W 即 0.98S+0.87 +241.6=2584 S=1266.2(kg/h)由式(1-17):=0.98×1266.2=1240.8(kg/h) (kg/h) 根據(jù)式(1-18)、且K=1200 W/(m) K=800 W/(m),可得出: (m) (m)由校正結(jié)果可知,,所以符

26、合各效傳熱的面積相等的原則,取A=18.6 (m)。4.加熱室結(jié)構(gòu)尺寸的計算:4.1加熱管的選擇和管數(shù)的初步估計蒸發(fā)器的加熱管選用規(guī)格的無縫鋼管。加熱管的長度選用1m的管子。可由下式初步估算所需的管字?jǐn)?shù): (1-21)式中:A蒸發(fā)器的傳熱面積,m2,有前面工藝計算而定; 加熱管外徑,m; L加熱臂長度,m。代入數(shù)據(jù)得: n=174(根)4.2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來考慮的。中央循環(huán)管式蒸發(fā)器的循環(huán)管截面積可取加熱管截面積的40%。加熱管的總面積可按n計算。循環(huán)管內(nèi)徑以D1表示,則: (1-22)有 代入數(shù)據(jù)得:mm查表得循環(huán)管外徑299×10mm的無

27、縫鋼管。4.3加熱室直徑及加熱管數(shù)目的確定加熱管在管板上的排列方式選用三角形排列。中央循環(huán)管式蒸發(fā)器管心距t為相鄰兩管中心線間的距離,t一般為加熱管外徑的1.25-1.5倍,只要確定了管子的規(guī)格,相應(yīng)的管心距則是確定值。管心距選用表(1-2)中的t=70mm。加熱室內(nèi)徑和加熱管數(shù)采用計算法求得,具體做法如下: (1-23)式中:t-管心距,m - 管板利用系數(shù),=0.70.9,取=0.8求出D,然后對其加以圓整。代入數(shù)據(jù)有: D=900 (mm)4.4分離室直徑與高度的確定計算分離室體積V的計算式為: (1-24) 式中:V-分離器的體積,m3; W-二次蒸汽量,Kg/h; -某效二次蒸汽的密

28、度,Kg/m3; U-蒸體積強(qiáng)度,m3/(m3.s)。即每立方米分離室體積每秒鐘產(chǎn)生的二次蒸汽量,這里選取U=1.2m3/(m3.s)。一般說來,各效的二次蒸汽量不同,其密度也不同,按上市計算出的分離室的體積也不相同,通常末效的體積最大。為方便起見各效分離室的尺寸取一致值,分離室取其中的較大者,這里去二效的,所以對二效分離室體積計算有;確定了分離室的體積,其高度與直徑符合,確定高度與直徑應(yīng)滿足: 對于中央循環(huán)管式蒸發(fā)器,其分離室高度一般不能小于1.8m。所以選取分離室高度H=2.8m,將H代入上式可求得D=2.1m,且滿足條件。4.5接管尺寸:流體進(jìn)口管接管的內(nèi)徑按下式計算 (1-25)式中:-流體的體積流量,m3/h; U-流體的適宜流速,m/s。溶液進(jìn)口尺寸:第一效的溶液流量最大,若設(shè)備尺寸一致,根據(jù)第一效溶液的流量確定接管。 (m)查課本附錄表七可知選用加熱蒸汽與二次蒸汽出

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