降膜蒸發(fā)器的設(shè)計

1、齊齊哈爾大學(xué)蒸發(fā)水量為 2000kg?的真空降膜蒸發(fā)器題目蒸發(fā)水量為2000kg ?的真空降膜蒸發(fā)器學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院專業(yè)班級過控 133學(xué)生姓名戴蒙龍指導(dǎo)教師張宏斌成績2016 年 12月 20日目錄摘要Absract第 1 章 蒸發(fā)器的概述 1.1 蒸發(fā)器的簡介1.2 蒸發(fā)器的分類1.3 蒸發(fā)器的類型及特點、1.4 蒸發(fā)器的維護(hù)第 2 章蒸發(fā)器的確定2.1設(shè)計題目2.2設(shè)計條件：2.3設(shè)計要求：2.4設(shè)計方案的確定第 3 章 換熱面積計算3.1. 進(jìn)料量3.2. 加熱面積初算3.2.1 估算各效濃度 : .3.2.2 沸點的初算 .3.2.3 計算兩效蒸發(fā)水量 ?，?及加熱蒸汽的消耗量?.3

2、.3. 重算兩效傳熱面積第一次重算 .第 4 章蒸發(fā)器主要工藝尺寸的計算4.1加熱室 .4.2分離室 .4.3 其他工件尺寸第 5章強(qiáng)度校核5.1 筒體5.2 前端管箱參考文獻(xiàn)致謝摘要蒸發(fā)就是采用加熱的方法，使溶液中的發(fā)揮性溶劑在沸騰狀態(tài)下部分氣化并將其移除，從而提高溶液濃度的一種單元操作，蒸發(fā)操作是一個使溶液中的揮發(fā)性溶劑與不揮發(fā)性溶質(zhì)分離的過程。蒸發(fā)設(shè)備稱為蒸發(fā)器，蒸發(fā)操作的熱源，一般為飽和蒸汽。蒸發(fā)在操作廣泛應(yīng)于化學(xué)、輕工、食品、制藥等工業(yè)中。工業(yè)上被蒸發(fā)處理的溶液大多數(shù)為水溶液。本次設(shè)計的裝置為蒸發(fā)水量為2000kg? ?降膜蒸發(fā)器，濃縮物質(zhì)為牛奶。降膜蒸發(fā)器除適用于熱敏性溶液外，還可

3、用于蒸發(fā)濃度較高的液體。關(guān)鍵詞：蒸發(fā)；換熱；高效；使用廣泛AbsractEvaporation is by heating method, the solution of solvent play in boiling state of partially gasified andremoved, thereby improving a unit operation concentration, evaporation is a volatile solvent solution and volatile solute separation. Evaporation equipment cal

4、led evaporator, evaporative operation of the heat source, generally saturated steam. Evaporation is widely used in chemical, light industry, food and pharmaceutical industries. Most of the industrial evaporation solutions are aqueous solutions. The design of the device for evaporation of water is 20

5、00kg / h evaporator, condensed matter for milk. Falling film evaporator is suitable for heat sensitive solution, but also can be used for high concentration liquid evaporation. Key words: Evaporation;Heat transfer;Highly active;Widely used第 1 章 蒸發(fā)器的概述1.1 蒸發(fā)器的簡介蒸發(fā)器是制冷四大件中很重要的一個部件，低溫的冷凝“液”體通過蒸發(fā)器，與外界的空

6、氣進(jìn)行熱交換，“氣”化吸熱，達(dá)到制冷的效果。蒸發(fā)器主要由加熱室和蒸發(fā)室兩部分組成。加熱室向液體提供蒸發(fā)所需要的熱量，促使液體沸騰汽化；蒸發(fā)室使氣液兩相完全分離。加熱室中產(chǎn)生的蒸氣帶有大量液沫， 到了較大空間的蒸發(fā)室后，這些液體借自身凝聚或除沫器等的作用得以與蒸氣分離。蒸發(fā)器按操作壓力分常壓、加壓和減壓3 種。按溶液在蒸發(fā)器中的運動狀況分有：循環(huán)型。沸騰溶液在加熱室中多次通過加熱表面，如中央循環(huán)管式、懸筐式、外熱式、列文式和強(qiáng)制循環(huán)式等。單程型。沸騰溶液在加熱室中一次通過加熱表面，不作循環(huán)流動， 即行排出濃縮液，如升膜式、降膜式、攪拌薄膜式和離心薄膜式等。直接接觸型。加熱介質(zhì)與溶液直接接觸傳熱，

7、如浸沒燃燒式蒸發(fā)器。蒸發(fā)裝置在操作過程中，要消耗大量加熱蒸汽，為節(jié)省加熱蒸汽，可采用多效蒸發(fā)裝置和蒸汽再壓縮蒸發(fā)器。蒸發(fā)就是用加熱的方法，將含有不揮發(fā)性溶質(zhì)的溶液加熱至沸騰狀況， 使部分溶劑汽化并被移除，從而提高溶劑中溶質(zhì)濃度的單元操作。工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用蒸發(fā)操作有以下幾種場合：1濃縮稀溶液直接制取產(chǎn)品或?qū)馊芤涸偬幚恚ㄈ缋鋮s結(jié)晶）制取固體產(chǎn)品，例如電解燒堿液的濃縮，食糖水溶液的濃縮及各種果汁的濃縮等2同時濃縮溶液和回收溶劑，例如有機(jī)磷農(nóng)藥苯溶液的濃縮脫苯，中藥生產(chǎn)中酒精浸出液的蒸發(fā)等3為了獲得純凈的溶劑，例如海水淡化等?？傊?，在化學(xué)工業(yè)、食品工業(yè)、制藥等工業(yè)中，蒸發(fā)操作被廣泛應(yīng)用。1.2 蒸發(fā)器

8、的分類1按蒸發(fā)方式分：自然蒸發(fā)：即溶液在低于沸點溫度下蒸發(fā)，如海水曬鹽， 這種情況下， 因溶劑僅在溶液表面汽化，溶劑汽化速率低。沸騰蒸發(fā)：將溶液加熱至沸點，使之在沸騰狀態(tài)下蒸發(fā)。工業(yè)上的蒸發(fā)操作基本上皆是此類。2按加熱方式分：直接熱源加熱它是將燃料與空氣混合， 使其燃燒產(chǎn)生的高溫火焰和煙氣經(jīng)噴嘴直接噴入被蒸發(fā)的溶液中來加熱溶液、使溶劑汽化的蒸發(fā)過程。間接熱源加熱容器間壁傳給被蒸發(fā)的溶液。即在間壁式換熱器中進(jìn)行的傳熱過程。3按操作壓力分：可分為常壓、加壓和減壓（真空）蒸發(fā)操作。很顯然，對于熱敏性物料，如抗生素溶液、果汁等應(yīng)在減壓下進(jìn)行。而高粘度物料就應(yīng)采用加壓高溫?zé)嵩醇訜幔ㄈ鐚?dǎo)熱油、熔鹽等） 進(jìn)

9、行蒸發(fā)4按效數(shù)分：可分為單效與多效蒸發(fā)。若蒸發(fā)產(chǎn)生的二次蒸汽直接冷凝不再利用，稱為單效蒸發(fā)。若將二次蒸汽作為下一效加熱蒸汽，并將多個蒸發(fā)器串聯(lián)，此蒸發(fā)過程即為多效蒸發(fā)。1.3 蒸發(fā)器的類型及特點、常用的間壁傳熱式蒸發(fā)器，按溶液在蒸發(fā)器中停留的情況，大致可分為循環(huán)型和單程型兩大類。一、循環(huán)性蒸發(fā)器這一類型的蒸發(fā)器，溶液都在蒸發(fā)器中作循環(huán)流動。由于引起循環(huán)的原因不同，又可分為自然循環(huán)和強(qiáng)制循環(huán)兩類。中央循環(huán)管式蒸發(fā)器。它的加熱室由垂直管束組成，中間有一根直徑很大的中央循環(huán)管，其余管徑較小的加熱管稱為沸騰管。由于中央循環(huán)管較大，其單位體積溶液占有的傳熱面，比沸騰管內(nèi)單位溶液所占有的要小，即中央循環(huán)管

10、和其它加熱管內(nèi)溶液受熱程度不同，從而沸騰管內(nèi)的汽液混合物的密度要比中央循環(huán)管中溶液的密度小，加之上升蒸汽的向上的抽吸作用，會使蒸發(fā)器中的溶液形成由中央循環(huán)管下降、由沸騰管上升的循環(huán)流動。這種循環(huán)， 主要是由溶液的密度差引起，故稱為自然循環(huán)。這種作用有利于蒸發(fā)器內(nèi)的傳熱效果的提高。這種蒸發(fā)器由于結(jié)構(gòu)緊湊、制造方便、傳熱較好及操作可靠等優(yōu)點，應(yīng)用十分廣泛。但是由于結(jié)構(gòu)上的限制， 循環(huán)速度不大。 加上溶液在加熱室中不斷循環(huán)，使其濃度始終接近完成液的濃度，因而溶液的沸點高，有效溫度差就減小。這是循環(huán)式蒸發(fā)器的共同缺點。此外，設(shè)備的清洗和維修也不夠方便，所以這種蒸發(fā)器難以完全滿足生產(chǎn)的要求。2懸筐式蒸發(fā)

11、器為了克服循環(huán)式蒸發(fā)器中蒸發(fā)液易結(jié)晶、易結(jié)垢且不易清洗等缺點，對標(biāo)準(zhǔn)式蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)進(jìn)行了更合理的改進(jìn)，這就是懸筐式蒸發(fā)器。 加熱室 4 象個籃筐， 懸掛在蒸發(fā)器殼體的下部， 并且以加熱室外壁與蒸發(fā)器內(nèi)壁之間的環(huán)形孔道代替中央循環(huán)管。溶液沿加熱管中央上升， 而后循著懸筐式加熱室外壁與蒸發(fā)器內(nèi)壁間的環(huán)隙向下流動而構(gòu)成循環(huán)。由于環(huán)隙面積約為加熱管總截面積的100 至 150%，故溶液循環(huán)速度比標(biāo)準(zhǔn)式蒸發(fā)器為大，可達(dá) 1.5m/s 。此外，這種蒸發(fā)器的加熱室可由頂部取出進(jìn)行檢修或更換，而且熱損失也較小。它的主要缺點是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，單位傳熱面積的金屬消耗較多。3列文式蒸發(fā)器上述的自然循環(huán)蒸發(fā)器，其循環(huán)速度不夠

12、大，一般均在 1.5m/s 以下。為使蒸發(fā)器更適用于蒸發(fā)粘度較大、易結(jié)晶或結(jié)垢嚴(yán)重的溶液，并提高溶液循環(huán)速度以延長操作周期和減少清洗次數(shù)。二、單程型蒸發(fā)器這一大類蒸發(fā)器的主要特點是：溶液在蒸發(fā)器中只通過加熱室一次，不作循環(huán)流動即成為濃縮液排出。溶液通過加熱室時，在管壁上呈膜狀流動，故習(xí)慣上又稱為液膜式蒸發(fā)器。根據(jù)物料在蒸發(fā)器中流向的不同，單程型蒸發(fā)器又分以下幾種。1升膜式蒸發(fā)器其加熱室由許多豎直長管組成。常用的加熱管直徑為25 50mm，管長和管徑之比約為100 150。料液經(jīng)預(yù)熱后由蒸發(fā)器底部引入，在加熱管內(nèi)受熱沸騰并迅速汽化，生成的蒸汽在加熱管內(nèi)高速上升，一般常壓下操作時適宜的出口汽速為2

13、0 50m/s ，減壓下操作時汽速可達(dá)100 至 160m/s或更大些。溶液則被上升的蒸汽所帶動，沿管壁成膜狀上升并繼續(xù)蒸發(fā)，汽、液混合物在分離器2 內(nèi)分離，完成液由分離器底部排出，二次蒸汽則在頂部導(dǎo)出。須注意的是，如果從料液中蒸發(fā)的水量不多，就難以達(dá)到上述要求的汽速，即升膜式蒸發(fā)器不適用于較濃溶液的蒸發(fā)；它對粘度很大，易結(jié)晶或易結(jié)垢的物料也不適用。2降膜式蒸發(fā)器降膜式蒸發(fā)器和升膜式蒸發(fā)器的區(qū)別在于，料液是從蒸發(fā)器的頂部加入，在重力作用下沿管壁成膜狀下降，并在此過程中蒸發(fā)增濃，在其底部得到濃縮液。由于成膜機(jī)理不同于升膜式蒸發(fā)器，故降膜式蒸發(fā)器可以蒸發(fā)濃度較高、粘度較大（例如在0.05 0.45

14、Ns/m2范圍內(nèi)）、熱敏性的物料。但因液膜在管內(nèi)分布不易均勻，傳熱系數(shù)比升膜式蒸發(fā)器的較小，仍不適用易結(jié)晶或易結(jié)垢的物料。由于溶液在單程型蒸發(fā)器中呈膜狀流動，因而對流傳熱系數(shù)大為提高，使得溶液能在加熱室中一次通過不再循環(huán)就達(dá)到要求的濃度，因此比循環(huán)型蒸發(fā)器具有更大的優(yōu)點。溶液不循環(huán)帶來好處有： （ 1）溶液在蒸發(fā)器中的停留時間很短，因而特別適用于熱敏性物料的蒸發(fā)；（ 2）整個溶液的濃度， 不象循環(huán)型那樣總是接近于完成液的濃度，因而這種蒸發(fā)器的有效溫差較大。其主要缺點是：對進(jìn)料負(fù)荷的波動相當(dāng)敏感，當(dāng)設(shè)計或操作不適當(dāng)時不易成膜，此時，對流傳熱系數(shù)將明顯下降。3 刮板式蒸發(fā)器蒸發(fā)器外殼內(nèi)帶有加熱蒸汽

15、夾套，其內(nèi)裝有可旋轉(zhuǎn)的葉片即刮板。刮板有固定式和轉(zhuǎn)子式兩種，前者與殼體內(nèi)壁的間隙為0.5 1.5mm，后者與器壁的間隙隨轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)數(shù)而變。料液由蒸發(fā)器上部沿切線方向加入（亦有加至與刮板同軸的甩料盤上的）。由于重力、離心力和旋轉(zhuǎn)刮板刮帶作用，溶液在器內(nèi)壁形成下旋的薄膜，并在此過程中被蒸發(fā)濃縮，完成液在底部排出。 這種蒸發(fā)器是一種利用外加動力成膜的單程型蒸發(fā)器，其突出優(yōu)點是對物料的適應(yīng)性很強(qiáng)，且停留時間短，一般為數(shù)秒或幾十秒，故可適應(yīng)于高粘度（如栲膠、蜂蜜等）和易結(jié)晶、結(jié)垢、熱敏性的物料。但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，動力消耗大，每平方米傳熱面約需1.5 3kW。此外，其處理量很小且制造安裝要求高。三、直接接觸傳熱

16、的蒸發(fā)器實際生產(chǎn)中，有時還應(yīng)用直接接觸傳熱的蒸發(fā)器。它是將燃料（通常為煤氣和油）與空氣混合后，在浸于溶液中的燃燒室內(nèi)燃燒，產(chǎn)生的高溫火焰和煙氣經(jīng)燃燒室下部的噴嘴直接噴入被蒸發(fā)的溶液中。 高溫氣體和溶液直接接觸，同時進(jìn)行傳熱使水分蒸發(fā)汽化，產(chǎn)生的水汽和廢煙氣一起由蒸發(fā)器頂部排出。其燃燒室在溶液中的浸沒深度一般為0.2 0.6m ，出燃燒室的氣體溫度可達(dá) 1000以上。因是直接觸接傳熱，故它的傳熱效果很好，熱利用率高。由于不需要固定的傳熱壁面，故結(jié)構(gòu)簡單，特別適用于易結(jié)晶、結(jié)垢和具有腐蝕性物料的蒸發(fā)。在廢酸處理和硫酸銨溶液的蒸發(fā)中， 它已得到廣泛應(yīng)用。 但若蒸發(fā)的料液不允許被煙氣所污染， 則該類蒸

17、發(fā)器一般不適用。而且由于有大量煙氣的存在，限制了二次蒸氣的利用。此外噴嘴由于浸沒在高溫液體中，較易損壞。 從上介紹可以看出，蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)型式很多，各有其優(yōu)缺點和適用的場合。在選型時，首先要看它能否適應(yīng)所蒸發(fā)物料的工藝特性，包括物料的粘性、熱敏性、 腐蝕性以及是否容易結(jié)晶或結(jié)垢等，然后再要求其結(jié)構(gòu)簡單、易于制造、金屬消耗量少，維修方便、傳熱效果好等等。1.4 蒸發(fā)器的維護(hù)1. 經(jīng)常進(jìn)行蒸發(fā)器的檢漏工作。泄漏是蒸發(fā)器常見的故障現(xiàn)象，在使用過程中應(yīng)注意經(jīng)常檢漏。氨蒸發(fā)器泄漏時，有刺激性氣味，漏點處不結(jié)霜。對泄漏處可用酚酞試紙檢查，因為氨是堿性，遇酚酞試紙變紅色。用眼看時，一般在蒸發(fā)器的某處不結(jié)霜的地

18、方通常就是泄漏點，也可在泄漏處用肥皂水找漏。氟利昂蒸發(fā)器泄漏的檢查可使用鹵素?zé)艉望u素檢漏儀，也可用肥皂水找漏。檢查時可先用眼查看蒸發(fā)排管上是否有油跡，因為氟利昂與油能互溶，氟利昂泄漏時， 油也會從漏點滲出，因此，哪里有油跡，哪里就泄漏。用鹵素?zé)魴z漏時，若某處有氟利昂泄漏時，鹵素?zé)羧紵幕鹧嬗伤{(lán)色變成微綠、 淺綠、草綠、紫綠、紫色等顏色可判斷氟利昂泄漏量的多少。若火焰呈深綠或紫色時，火焰中的光氣有毒，不能長時間用此方法檢查。這種情況下，可用肥皂水檢查泄漏點。對于微量泄漏時，應(yīng)使用鹵素檢漏儀進(jìn)行檢漏。2. 經(jīng)常對蒸發(fā)器的結(jié)霜狀況進(jìn)行檢查。當(dāng)霜層過厚時，應(yīng)及時除霜。當(dāng)結(jié)霜異常時，可能是由于堵塞造成的

19、，應(yīng)及時查找原因并予以排除。3. 蒸發(fā)器長期停用時，將制冷劑拙到儲液器或冷凝器中，使蒸發(fā)器的壓力保持在0.05MPa( 表壓) 左右為宜。若為鹽水池中的蒸發(fā)器，還需用自來水沖洗，沖洗后在池內(nèi)注滿自來水。第 2 章蒸發(fā)器的確定2.1 設(shè)計題目蒸發(fā)水量為2000kg/h的真空降膜蒸發(fā)器2.2 設(shè)計條件 ：題目 1：蒸發(fā)水量為2000 kg/h降膜真空蒸發(fā)器設(shè)計任務(wù)及操作條件原料固形物含量：12%濃縮要求：使固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)濃縮至45%液加入溫度料：5 加熱介質(zhì)： 160 的飽和蒸汽。2.3設(shè)計要求 ：根據(jù)蒸發(fā)水量大小確定蒸發(fā)器效樹（一般選擇二效或三效），類型選擇降膜蒸發(fā)器設(shè)計說明書：摘要需翻譯成英文

20、，內(nèi)容要覆蓋教學(xué)大綱要求，格式規(guī)范。圖紙：表達(dá)蒸發(fā)罐的主要結(jié)構(gòu)，線條清晰，尺寸標(biāo)注規(guī)范，技術(shù)要求，明細(xì)欄等完整。所繪制的圖紙應(yīng)無大的原則性錯誤。2.4 設(shè)計方案的確定一對牛奶進(jìn)行濃縮的好處牛奶的營養(yǎng)價值很高，含有豐富的蛋白質(zhì)、脂肪、糖類、維生素和礦物質(zhì)。牛奶中的蛋白質(zhì)不僅含量高，而且質(zhì)量好，含有人體必虛的八種氨基酸。氨基酸比利適合，符合FAO（聯(lián)合國糧農(nóng)組織）模式，易于人體吸收利用。牛奶中Ca 和 P 比例合適，容易消化吸收，所以牛奶是老人和兒童補充 Ca 比較好的食品。牛奶經(jīng)過濃縮后，可以改善牛奶的口感，使其飲用更具口感，而且，可以增加牛奶的保質(zhì)期，防止腐敗，也可以相應(yīng)的減少包裝量、運輸和貯

21、藏的費用，減少生產(chǎn)成本。二確定設(shè)計方案考慮到高溫會破壞牛奶的品質(zhì)，故采用真空低溫蒸發(fā)來對番茄汁進(jìn)行濃縮操作；由處理物料（原料）的性質(zhì)及設(shè)計要求知，牛奶汁黏度大、不易生泡沫，考慮到經(jīng)濟(jì)和效率問題，選用雙效降膜蒸發(fā)系統(tǒng)。選用3m 長 38 3mm的無縫不銹鋼管作加熱管。第 3 章 換熱面積計算3.1.進(jìn)料量W2000F =X0=0.12 = 2727.3 kg ?h1 -X21 -0.453.2.加熱面積初算3.2.1 估算各效濃度 :第一效蒸發(fā)后? =1由經(jīng)驗公式：W1： W21:1.1而?+ ?2 = ? = 2000 ?1解得? = 952.4 ?1?2= 1047.6 kg ?X 118.

22、4%（暫取18%）?- ?13.2.2 沸點的初算假定牛奶經(jīng)第二效蒸發(fā)罐的出料溫度為80查表： T=160時， P=618.28kpa ； T=80時， P2 =47.379kpa設(shè)兩效蒸汽壓強(qiáng)相等P =P- ?2= 618.28- 47.379= 570.901?1 = ?-?570.901= 332.8295?= 618.28 -22查的 P1 時，沸點 ?= 136.87； ?= ?+ 1 = 81 ，第二效加熱蒸汽T2= tw11=135.87?1?2第一效時：0.0162 (? + 273 ) 2?0.5?1= f ? =?0.0162 (136.87+ 273) 20.5=2178

23、.5= 1.25第二效時：0.0162 (?+ 273 ) 20.62 = f ? =2267.80.0162 ( 81 + 273 )2=2267.8= 0.54 對于降膜式蒸發(fā)器，不存在由液柱靜壓力引起的溫度差損失，即0取管路引起的損失 ?1 = ?2 =1第一效沸點? =+? =136.87+1.25+0=138.12? +?1111有效溫差? ?= ?1=160-138.12=21.91- ?1第二效沸點+? 81+0.54+0=81.54 ? = ?+?2222有效溫差?2= ?2 -?2 21.9+54.33=56.23有效總溫差t = ?1 + ?2 = 21.9 + 54.33

24、= 56.23效數(shù)二次蒸汽壓強(qiáng)（ kpa）二次蒸汽溫度（）二次蒸汽汽化熱（ kj/kg）1332.5136.873278.5249.7812267.8， ?及加熱蒸汽的消耗量?3.2.3 計算兩效蒸發(fā)水量 ? ?由題意知溶液比熱為?0= 3.5 ?，查表得水的比熱為 ? = 4.2200 ?作第一效熱量衡算，得?1 =(?1?1?0 - ?1?1+ ?0 )r1r1其中?1= 0.98所以?=(?1?0 -?1r1+ ?r 1) ?11012066.280 - 136.87= (?1 2178.5 + 2727.23.5 2178.5)=0.929?1 -244.2同理作第二效熱量衡算，得?2

25、=? -?1 =?1?( ?0-? -?2+?1) 1 2 ?2r2r 2其中?2 =0.98 .所以?2 = 2000-?12180.2138.12 - 81.54=?1 2267.8+(3.5 2727.3- 4.220? 1 )2267.8 0.98整理的?1 = 955.4 ?1 = 1291.3 ?2 = ? - ?1 = 1044.6?（4）分配有效溫度差，計算傳熱面積查化工原理可知：常用?221= 1500 ? ( ? ? )、 ?2= 800 ?( ? ? )?1= ?1-?1= 160 - 138.12 = 21.9 ?2= ?2-?2= 135.87-81.54= 54.3

26、3? =?1=?1 ?1 =1291.32066.2 1000= 22.6?21? ? ?1500 21.9 36001111?2 =?2=?2 ?2=1044.6 2180.2 1000= 14.6?2?2 ?1?2 ?2800 54.33 36003.3.重算兩效傳熱面積3.3.1.第一次重算由于兩效傳熱面積相差太大，故應(yīng)調(diào)整各效的有效溫度差，并重復(fù)上述計算步驟再算重新分配有效溫度差S =?1? ?1 + ?2 ?2=22.6 21.9+14.6 54.33= 16.89?t21.9+54.33=22.621.929.28? ?1=16.8914.654.33? ?= 49.89216.8

27、9校正各效沸點、蒸發(fā)水量和傳熱量因第二效完成液沸點不變，所以?2= 81第二效加熱蒸汽溫度為 130.9?2+? ?2 = 81 + 49.89第一效二次蒸汽溫度= 130.9 + 1 = 131.9?1?1=?02000 0.12=2000 -= 12.6%?- ?195.24由 X1和 T1 得第一效沸點T 1 =132.8 ?1= 0.98?1 = (?1? -?2066.280 - 131.91+ ?0 0 1) ?1 = (?1+ 2727.2 3.5 )r1r 12159.22159.20.938?1 - 229.4 ?2 = 0.98 .?2 =2000 -?1=?12140.2

28、130.9 - 80+ (3.5 2727.3 - 4.220?1 ) 0.92177.62217.9解得：?1 = 954.2 ?1= 1291.3?2= ?-?1 = 1045.8 ?1=?=? ?1291.3 2066.2 1000= 18.1?211 1 =1500 27.2 3600?1 ?1?1 ? ?1?2=?2=?2?2 =1045.8 2140.2 1000= 17.4?2?2 ? ?1?2 ?2800 50.1 3600兩效的傳熱面積比較接近，故不在重算又加熱面積留適當(dāng)?shù)挠嗔?，取S=18.1 m2第 4 章蒸發(fā)器主要工藝尺寸的計算4.1 加熱室傳熱管數(shù)目?18.1n =60

29、根?L3.14 0.032 3管子采用正三角形排列? = 1.1 ?= 1.1 60= 9?采用脹管法，取t=1.5d 0t=1.5d 0=1.5 38=57mm取 b=1.5d 0b=1.5d 0=1.5 38=57mm加熱室的直徑D = t (9 - 1 ) + 2? 57 (9 - 1) + 2 567627mm圓整后，取加熱室直徑D 為 650mm.4.2 分離室第一效蒸發(fā)：取分離室高度為1.0m由附錄查得溫度130.9 蒸汽的密度為1.495kg/m 3，所以二次蒸汽的體積流量為取允許的分離室蒸發(fā)體積強(qiáng)度分離室直徑高徑之比在12 范圍內(nèi)。第二效蒸發(fā)取分離室高度為1.5m?1 =?19

30、52.43=1.495 3600= 0.18 ? ? ?為 1.2m33Vs/ （ ms）?2?14?1?=?1= 0.18= 0.51?41.0 1.2?1.0= 1.96?0.511?21045.8?2 =? = 0.2979 3600 = 0.98 ?3 ?由附錄查得 81蒸汽的密度為0.29276kg/m 3 ，所以二次蒸汽的體積流量為取允許的分離室蒸發(fā)體積強(qiáng)度33Vs為 1.2m / （ ms），分離室直徑?=0.98= 0.76?241.51.2?1.5= 1.97?0.762高徑之比在12 范圍內(nèi)4.3 其他工件尺寸降膜蒸發(fā)器高度為4320mm ，寬度為650mm換熱管選用的 3

31、2 3mm第 5章 強(qiáng)度校核5.1筒體殼程圓筒計算計算單位齊齊哈爾大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院計算所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)GB 150.3-2011計算條件筒體簡圖計算壓力 pc0.74MPa設(shè)計溫度 t170.00C外徑 Do650.00mm材料Q235-B(板材)試驗溫度許用116.00MPa設(shè)計溫度許用104.40MPa試驗溫度下屈235.00MPa鋼板負(fù)偏差0.30mm腐蝕裕量 C21.50mm焊接接頭系數(shù)0.85厚度及重量計算計算厚度=pcDo= 2.71mm2 tPc有效厚度e = n - C1- C2= 8.20mm名義厚度n =10.00mm重量681.82Kg壓力試驗時應(yīng)力校核壓力試驗類型液壓試驗試

32、驗壓力值pT = 1.25p=0.8000(或由用戶輸入 )MPa t壓力試驗允許通過0.90s =211.50MPa的應(yīng)力水平TT試驗壓力下T =pT .( D oe )= 36.83MPa圓筒的應(yīng)力2e.校核條件TT校核結(jié)果合格壓力及應(yīng)力計算最大允許工作2e tMPa壓力pw = ( Doe ) = 2.26759設(shè)計溫度下計t =pc( Doe)MPa算應(yīng)力2 e= 29.04t88.74MPa校核條件t t結(jié)論筒體名義厚度大于或等于GB151 中規(guī)定的最小厚度6.50mm,合格5.2 前端管箱前端管箱筒體計算計算單位齊齊哈爾大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院計算所依據(jù)GB 150.3-2011的標(biāo)準(zhǔn)計算

33、壓力pc設(shè)計溫度t外徑 Do材料試驗溫度許用設(shè)計溫度許用試驗溫度下屈鋼板負(fù)偏差腐蝕裕量C2焊接接頭系數(shù)計算厚度有效厚度名義厚度重量壓力試驗類型試驗壓力值壓力試驗允許通過的應(yīng)力水平T試驗壓力下圓筒的應(yīng)力校核條件校核結(jié)果計算條件筒體簡圖0.60MPa100.00C650.00mmQ235-B(板材)116.00MPa113.00MPa235.00MPa0.30mm1.00mm0.85厚度及重量計算pcDo= 2 tPc = 2.02e = n - C1- C2= 8.70n =10.00142.05壓力試驗時應(yīng)力校核液壓試驗pT = 1.25p t = 0.7000 (或由用戶輸入 ) T0.90

34、 s =211.50T =pT .( Doe )= 30.352 e .TT合格壓力及應(yīng)力計算mmmmmmKgMPaMPaMPa最大允許工作2 e t= 2.60607MPa壓力pw= ( D oe )設(shè)計溫度下計t =pc ( Doe )= 22.11MPa算應(yīng)力2et96.05MPa校核條件t t結(jié)論筒體名義厚度大于或等于GB151 中規(guī)定的最小厚度6.00mm,合格前端管箱封頭計算計算單位中航一集團(tuán)航空動力控制系統(tǒng)研究所計算所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)GB 150.3-2011計算條件橢圓封頭簡圖計算壓力 pc0.60MPa設(shè)計溫度 t100.00C外徑 Do650.00mm曲面深度 ho175.00m

35、m材料Q235-B(板材 )設(shè)計溫度許用113.00MPa應(yīng)力t試驗溫度許用116.00MPa應(yīng)力鋼板負(fù)偏差0.30mmC1腐蝕裕量 C21.00mm焊接接頭系數(shù)0.85壓力試驗時應(yīng)力校核壓力試驗類型液壓試驗試驗壓力值p = 1.25p (或由用戶輸入 )MPat = 0.7000T壓力試驗允許通過的應(yīng)力T0.90s =211.50MPat試驗壓力下封T =pT .( KDo(2K 0.5) eh ) = 28.37MPa頭的應(yīng)力2 eh .校核條件TT校核結(jié)果合格厚度及重量計算Do2 n h2K =1 2= 0.9408形狀系數(shù)2(honh )6h = 2 tKpc Do計算厚度2 K 0.5 Pc = 1.90有效厚度eh = nh - C1- C2= 8.70最小厚度min = 3.00名義厚度nh = 10.00結(jié)論滿足最小厚度要求重量37.88壓力計 算最大允許工作2 teh壓力Pw= KD o2 K0.5eh= 2.78786結(jié)論合格參考文獻(xiàn)1 何茂剛 , 王小飛 , 張穎 . 制冷用水平管降膜蒸發(fā)器的研究進(jìn)展及新技術(shù)J.化工學(xué)報,2008,S2:23-28.3 翟玉燕 , 黃興華 . 基于分布參數(shù)模型的水平管式降膜蒸發(fā)器模擬J.機(jī)械工程學(xué)報,2009,07:284-290.龔路遠(yuǎn) . 橫管降膜蒸發(fā)器傳熱實驗研究D. 大連理工大學(xué) ,2011.5 邵雪 , 楊春光