蒸发器设计计算
已知条件：工质为R22，制冷量kW 3，蒸发温度C t ?=70，进口空气的干球温度为C t a ?=211，湿球温度为C t b ?=5.151，相对湿度为34.56=φ％；出口空气的干球温度为C t a ?=132，湿球温度为C t b ?=1.112，相对湿度为80=φ％；当地大气压力Pa P b 101325=。
（1）蒸发器结构参数选择
选用mm mm 7.010?φ紫铜管，翅片厚度mm f 2.0=δ的铝套片，肋片间距mm s f 5.2=，管排方式采用正三角排列，垂直于气流方向管间距mm s 251=，沿气流方向的管排数4=L n ，迎面风速取s m w f /3=。
（2）计算几何参数
翅片为平直套片，考虑套片后的管外径为
沿气流方向的管间距为
沿气流方向套片的长度为
设计结果为 mm s L 95.892565.2132532=+?=+=
每米管长翅片表面积：
每米管长翅片间管子表面积：
每米管长总外表面积：
每米管长管内面积：
每米管长的外表面积：
肋化系数：
每米管长平均直径的表面积：
（3）计算空气侧的干表面传热系数
①空气的物性
空气的平均温度为
空气在下C ?17的物性参数
②最窄截面处空气流速
③干表面传热系数
干表面传热系数用小型制冷装置设计指导式(4-8)计算
（4）确定空气在蒸发器内的变化过程
根据给定的进出口温度由湿空气的焓湿图可得kg g d kg g d kg kJ h kg kJ h 443.7,723.8,924.31,364.432121====。在空气的焓湿图上连接空气的进出口状态点1和点2，并延长与饱和气线()0.1=?相交于点w ，该点的参数是C t kg g d kg kJ h w w w ?===8,6.6,25。
在蒸发器中空气的平均比焓值 由焓湿图查得kg g d C t m m 8,2.16=?=
析湿系数
（5）循环空气量的计算
进口状态下干空气的比体积
循环空气的体积流量
（6）空气侧当量表面传热系数的计算
对于正三角形排列的平直套片管束，翅片效率f η小型制冷装置设计指导式（4-13）计算，叉排时翅片可视为六角形，且此时翅片的长对边距离和短对边距离之比4.24
.1025d B ,1b m ===ρ且B A 肋折合高度为
凝露工况下翅片效率为
当量表面传热系数
（7）管内R22蒸发时的表面传热系数
R22在C t ?=70时的物性参数为：
饱和液体密度 33.1257m kg l =ρ
饱和蒸气密度 343.26m kg g =ρ
液体粘度 s Pa l ??=-6102.202μ
气体粘度 s Pa g ??=-610815.11μ
汽化热 kg kJ 56.1990=γ
液体热导率 K m W l ??=-/102.133λ
蒸气热导率 K m W g ??=-/1093.93λ
液体普朗特数 62.2=rl P
蒸气普朗特数 92.0=rg P
R22在管内蒸发的表面传热系数由小型制冷装置设计与指导式（4-5）计算。计算查的R22进入蒸发器时的干度25.01=x ，出口干度0.12=x 。则R22的总质量流量为 作为迭代计算的初值，取27200m W q i =，R22在管内的质量流速()s m kg g i ?=2'160。则总流通面积为
每根管子的有效流通截面积
蒸发器的分路数
结合分液器的实际产品现状，取分路数为 Z=2
每一分路中R22的质量流量为
每一分路中R22在管内的实际质量流速为
于是
（8）传热温差的初步计算
（9）传热系数的计算
管内污垢热阻i r 可以忽略，接触热阻以及导热热阻之和取为()K m W r ?=200048.0
（10）核算假设的i q 值
计算表明，假设的27200m W q i =初值与核算的值26851m W 较接近，故假设有效，可用。
（11）蒸发器结构尺寸的确定
蒸发器所需的表面传热面积
蒸发器所需传热管总长
迎风面积 2,074.03600
367.798m w q A f a
v f =?== 取蒸发器的宽度mm B 350=，高mm H 300=。实际迎风面积为2105.03.035.0m A f =?=。
已选定垂直于气流方向的管间距为mm s 251=，故垂直于气流方向的每排管子数为 深度方向为4排，共布置48根传热管，故传热管的实际总长为
传热管的实际内表面传热面积为
下面计算蒸发器的实际外表面积
48根m 35.0长的管其翅片间管子表面积
管子左右两边都要伸出一定距离，分别取为mm 10，mm 3；U 型管需要用弯头相接，取弯头半径为mm R 5.12=。由于管径很小，伸出部分换热可以忽略不计。 每一翅片（宽mm 5.312，深约为mm 90）总的外表面积
总翅片数为 1405.2350=÷ 再加1为141片
翅片的总外表面积
套片管的总外表面积
根据“计算单元”计算的总外表面积只有
二者有一定差距，但是在误差范围之内。
综上分析设计，可以定出翅片结构参数如下：高度为mm 5.312，深度为mm 95.8925365.21=+?，宽度为mm 390220350=?+。
（12）空气侧阻力计算
空气侧阻力计算根据小型制冷装置设计与指导式（4-10和4-12）进行。首先计算t p ? t f 由小型制冷装置设计与指导图（4-21）确定，
由T P 及d Re 查得4.0≈tz f ，于是
所以 Pa p p p t f 57.3907.195.20=+=?+?=? 由7.042.111==ξ可以查表得修正系数18.1=ψ
蒸发器设计计算 已知条件：工质为R22，制冷量kW 3，蒸发温度C t ?=70，进口空气的干球温度为C t a ?=211，湿球温度为C t b ?=5.151，相对湿度为34.56=φ％；出口空气的干球温度为C t a ?=132，湿球温度为C t b ?=1.112，相对湿度为80=φ％；当地大气压力Pa P b 101325=。 （1）蒸发器结构参数选择 选用mm mm 7.010?φ紫铜管，翅片厚度mm f 2.0=δ的铝套片，肋片间距 mm s f 5.2=，管排方式采用正三角排列，垂直于气流方向管间距mm s 251=，沿 气流方向的管排数4=L n ，迎面风速取s m w f /3=。 （2）计算几何参数 翅片为平直套片，考虑套片后的管外径为 mm d d f o b 4.102.02102=?+=+=δ 沿气流方向的管间距为 mm s s 65.21866.02530cos 12=?=?= 沿气流方向套片的长度为 mm s L 6.8665.21442=?== 设计结果为 mm s L 95.892565.2132532=+?=+= 每米管长翅片表面积： f b f s d s s a 100042221? ??? ?? -?=π ()5 .21000 4.10414.36 5.212522???? ???-??= m m 23651.0=
每米管长翅片间管子表面积： f f f b b s s d a ) (δπ-= ()5 .21000 2.05.24.1014.3? -??= m m 203.0= 每米管长总外表面积： m m a a a b f of 23951.003.03651.0=+=+= 每米管长管面积： m m d a i i 2027.0)20007.001.0(14.3=?-?==π 每米管长的外表面积： m m d a b b 2003267.00104.014.3=?==π 肋化系数： 63.14027 .03951 .0== = i of a a β 每米管长平均直径的表面积： m m d a m m 2 02983.020086 .00104.014.3=?? ? ??+?==π （3）计算空气侧的干表面传热系数 ①空气的物性 空气的平均温度为 C t t t a a f ?=+=+= 172 13 21221 空气在下C ?17的物性参数 3215.1m kg f =ρ
. 新乡双赢蒸发器选择计算的任务是选择合适的蒸发器类型和计算蒸发器的传热面积，确定定型产品的型号与规格。蒸发器的传热面积计算公式为 Qe=kA△tm 式中Qe----蒸发器的制冷量，W； K-----蒸发器的传热系数，W/(M2.℃); A-----蒸发器的传热面积，M2； Tm----蒸发器的平均传热温差，℃。 对于冷却液体或空气的蒸发器，蒸发器的制冷量应为 Qe=Mc（T1-T2） Qe=M（H1-H2） 式中M---被冷却液体（水、乙二醇）或空气的质量流量，kg/s; C--------被冷却液体的比热，J/(kg.℃); T1、T2----被冷却液体进、出蒸发器的温度，℃； H1、H2----被冷却空气进、出蒸发器的比焓，J/kg。 对于制冷系统，M、c、T1、T2，通常是已知的。例如，为空调系统制备冷冻水，其流量、要求供出的冷冻水温度（T2)及回蒸发器的冷冻水温度（T1)都是已知的。因此，蒸发器的热负荷Qe是已知的。对于热泵系统，进蒸发器的温度T1与热泵的低位热源有关。例如，水作低位热源时，T1决定于水位（河水、湖水、地下水、海水等）的温度。而T2、M的确定需综合考虑热泵的COPh、经济性等因素确定。 蒸发器内制冷剂出口可能有一定的过热度，但过热所吸收的热量比例很小，因此在计算传热温差时，制冷剂的温度就认为是蒸发温度Te，平均传热温差应为 T1--T2 △tm=----------------- T1--Te LN--------- T2--Te △tm和Te的确定影响到系统的运行能耗、设备费用、运行费用等。如果Te取得低，则△tm增大，传热面积减少，降低了蒸发器设备费用；而系统的制冷量、性能系数减小，压缩机的功耗增加，运行费用增大。如果取得高，则与之相反。用于制取冷水的满液式蒸发器Te一般不低于2℃。关于△tm或（T2-Te）的推荐值列于表中。蒸发器的传热系数K与管内、外的放热系数、污垢热阻等因素有关，详细计算请参阅文献。表中还列出了常用蒸发器传热系数K的推荐值。 '.
多效蒸发器操作手册
文档编号：多效蒸发器操作手册.DOC 多效蒸发仿真培训系统 操作说明书 ■ 东冇IfiKsl* 北京东方仿真软件技术有限公司 二零零七年八月
一.工艺流程说明 1、多效蒸发工作原理简述 通常，无论在常压、加压或真空下进行蒸发，在单效蒸发器中每蒸发1kg 的水要消耗比1kg 多一些的加热蒸汽。因此在大规模工业生产过程中，蒸发大量的水分必需消耗大量的加热蒸汽。为了减少加热蒸汽消耗量，可采用多效蒸发操作。 将加热蒸汽通入一蒸发器，则液体受热而沸腾，所产生的二次蒸汽，其压力和温度必较原加热蒸汽（为了易于区别，在多效蒸发中常将第一效的加热蒸汽称为生蒸气）的为低。因此可引入前效的二次蒸汽作为后效的加热介质，即后效的加热室成为前效二次蒸汽的冷凝器，仅第一效需要消耗生蒸汽，这就是多效蒸发的操作原理，一般多效蒸发装置的末效或后几效总是在真空下操作。将多个蒸发器这样连接起来一同操作，即组成一个多效蒸发器。每一蒸发器称为一效，通入生蒸汽的蒸发器称为第一效，利用第一效的二次蒸汽以加热的，称为第二效，以此类推。由于各效（末效除外）的二次蒸汽都作为下一效蒸发器的加热蒸汽，故提高了生蒸汽的利用率（又称为经济程度），即单效蒸发或多效蒸发装置中所蒸发的水量相等．则前者需要的生蒸汽量远大于后者。例如，若第一效为沸点进料，并忽略热损失、各种温度差损失以及不同压力下蒸发潜热的差别，则理论上在双效蒸发中，1kg 的加热蒸汽在第一效中可以产生1kg 的二次蒸汽，后者在第二效中又可蒸发1kg 的水，因此，1kg 的加热蒸汽在双效中可以蒸发2kg 的水，则D/W=0.5。同理，在三效蒸发器中，1kg的加热蒸汽可蒸发3kg的水，则D/W=0.333。但实际上由于热损失，温度差损失等原因，单位蒸汽消耗量并不能达到如此经济的数值。 多效蒸发操作的加料，可有四种不同的方法：并流法、逆流法、错流法和平流法。工业中最常用的为并流加料法，溶液流向与蒸汽相同，既由第一效顺序流至末效。因为后一效蒸发室的压力较前一效为低，故各效之间可毋需用泵输送溶液，此为并流法的优点之一。其另一优点为前一效的溶液沸点较后一效的为高，因此当溶液自前一效进入后一效内，即成过热 状态而自行蒸发，可以发生更多的二次蒸汽，使能在次一效蒸发更多的溶液。 2、工艺流程简介 本仿真培训系统以NaOH水溶液三效并流蒸发的工艺作为仿真对象。仿真范围内主要设备为蒸发器、换热器、真空泵、简单罐和阀门等。 原料NaOH水溶液(沸点进料，沸点为1438C)经流量调节器FIC101控制流量
布尔顿（中国）紧固件有限公司 三效蒸发器操作说明书 2018/06
一、设备主要组成部分及功能
主要设备功能 1污水加热器：位于平台下半部分的加热器，其内部构造基本相同，由导热油给一效加热器加热至沸腾，产生的蒸汽作为二效加热器的热源。同理，二效产生的蒸汽亦是三效加热器的热源，污水在加热器中换热不蒸发；2气水分离器：废水在加热器中在高于正常液体沸点压力下加热至过热。加热后的液体进入气水分离器后，废水的压力迅速下降导致部分废水闪蒸，或迅速沸腾。废水蒸发后的蒸气进入二效加热器作为动力蒸气对二效蒸发器进行加热，未蒸发废水和盐分暂存在气水分离室；3加料泵：给加热器补充水源；4循环泵：防止浓缩物在加热管壁糊管，每次运行时打开3-5分钟即可； 5导热油加热器：是设备唯一的动力热源，里面包含5套加热系统，及温控系统，用QB320型号导热油为媒介为设套设备提供热源，每次设备开机前首先要将加热系统打开。6列管冷凝器：作为设备的冷却系统，由泵循环水泵连接至降温塔，为整套设备提供降温作用，将污水中蒸发出来的水蒸气冷凝成蒸馏水供车间回用。 7冷凝蓄水罐：污水蒸发后生成的冷凝水水收集罐 8污水进料口：设备污水总进料口，首先进到三效蒸发器在其次呦加料泵向前面补料 9物料降温器：当污水蒸发到达排放的浓度后，由泵打入物料降温器，通入循环水给浓缩液降温，冷却3-4分钟后排入浓缩物收集桶内。
蒸发器安全操作流程 设备运行前熟悉各个部分功能及电控柜操作系统 （一）检查设备：检查导热油液位要超过加热棒，并触及温度探头；检查设备汽水分离液位，循环水等无遗漏、缺水现象。 （二）启动5个加热系统则待油温超过90 度，开启导游热循环泵，，然后打开循环水 泵，与此同时打开真空泵。 通过真空泵或加料泵来调节汽水分离液位， 打开污水进料口（8）（三效分离器液位至中 视窗口，一效二效液位调制上玻璃视窗口靠 下的位置）。液位调整好后关闭进料阀门。（注明：由于水中含乳化剂等去油成分比较多，蒸发状态泡沫比较大，故此污水液位不宜过高，使用过程中通过排气阀喷加消泡剂，）（三）待一效分离器温度到达90度时候通过排气阀（16），调节一效负压0.00-0.02之间。通过调节负压来保证分离室一直处于沸腾状态，这样的话可以更好的为二效加热器输送热源。调节二效负压至0.04-0.06之间，二效分离室会在75-83度之间沸腾。三效负压调节0.06-0.085温度在55-65度之间沸腾。（注意：此过程注意观察玻璃视窗，防止压力过高，污水瞬间生成气泡，污染冷凝水）随着温度的升高到后期温度会略有升高，负压稍有降低属正常现象。 （4）每次设备启动的同时开启循环泵5分钟，防止粘壁糊管。
蒸发器工艺尺寸计算? 加热管的选择和管数的初步估计 1加热管的选择和管数的初步估计 蒸发器的加热管通常选用38*2.5mm无缝钢管。 加热管的长度一般为0.6—2m，但也有选用2m以上的管子。管子长度的选择应根据溶液结垢后的难以程度、溶液的起泡性和厂房的高度等因素来考虑，易结垢和易起泡沫溶液的蒸发易选用短管。根据我们的设计任务和溶液性质，我们选用以下的管子。 可根据经验我们选取：L=2M，38*2.5mm 可以根据加热管的规格与长度初步估计所需的管子数n’， =124（根） 式中S=----蒸发器的传热面积，m2，由前面的工艺计算决定（优化后的面积）； d0----加热管外径，m；????? L---加热管长度，m；? 因加热管固定在管板上，考虑管板厚度所占据的传热面积，则计算n’时的管长应用（L—0.1）m. 2循环管的选择 ???? 循环管的截面积是根据使循环阻力尽量减小的原则考虑的。我们选用的中央循环管式蒸发器的循环管截面积可取加热管总截面积的40%--100%。加热管的总截面积可按n’计算。循环管内径以D1表示，则 所以mm 对于加热面积较小的蒸发器，应去较大的百分数。选取管子的直径为：循环管管长与加热管管长相同为2m。 按上式计算出的D1后应从管规格表中选取的管径相近的标准管，只要n和n’相差不大。循环管的规格一次确定。循环管的管长与加热管相等，循环管的表面积不计入传热面积中。 3加热室直径及加热管数目的确定 ?? 加热室的内径取决于加热管和循环管的规格、数目及在管板撒谎能够的排列方式。 ?? 加热管在管板上的排列方式有三角形排列、正方形排列、同心圆排列。根据我们的数据表加以比较我们选用三角形排列式。 管心距t为相邻两管中心线之间的距离，t一般为加热管外径的1.25—1.5倍，目前在换热器设计中，管心距的数据已经标准化，只要确定管子规格，相应的管心距则是定值。我们选用的设计管心距是：???? 确定加热室内径和加热管数的具体做法是：先计算管束中心线上管数nc，管子安正三角形排列时，nc=1.1* ；其中n为总加热管数。初步估计加热室Di=t(nc-1)+2b’,式中b’=(1—1.5)d0.然后由容器公称直径系列，试选一个内径作
三效减压强制循环蒸发设备 操 作 说 明 书
目录 一、设备简介....................................................................... - 3 - 二、设备工艺介绍 ............................................................... - 6 - 三、操作规程....................................................................... - 8 - 四、故障分析..................................................................... - 13 - 附图： 工艺流程图
1、设备生产厂家：陕西长城长食品工业有限公司 2、设备名称：三效卧式强制循环蒸发器 3、设备型号：SWQZ-Ⅲ-1500型 4、设备参数
6、设备特性简介 （1）加热室 各效加热室均采用卧式安装，管程均进行分段排布，总体物料流向为混流（有效的降低了强制循环泵所需的流量扬程从需降低了泵的功率）。各效效体上部均装有不凝汽管路，不凝汽管口装置节流垫片，可调节各效真空度与温度，这样可有效的保证各效真空度与温度达到技术参数表所标数据。各效均装置冷凝水管口。 （2）分离器 各效分离器上均装置真空表、温度计与灯孔视镜，时时观测各效真空、温度与物料蒸发状态；各效下部出料口均装置防旋装置。（3）预热器 预热器为列管式预热器，卧式安装。预热器热源利用各效加热室与物料换热产生的二次蒸汽，可有效的节省了蒸汽耗量，提高了热源的利用率；预热器因安装于三效分离器与冷凝器之间，在预热物料的同时对二次蒸汽进行冷凝，降低了冷凝器的负担并降低了冷却用水量。 （4）冷凝器 冷凝器为间接表面接触式冷凝器，卧式安装。以温度相对较低的冷却水在冷却管内冷却在管外的流动可凝气体，冷凝后的冷凝水下降至冷凝器底部后，用冷凝水泵抽出，不存在与冷却水的混合，杜绝了二次污染。
多效蒸发器设计计算 （一） 蒸发器的设计步骤 多效蒸发的计算一般采用迭代计算法 （1） 根据工艺要求及溶液的性质，确定蒸发的操作条件（如加热蒸汽压强及冷凝 器压强）、蒸发器的形式（升膜蒸发器、降膜蒸发器、强制循环蒸发器、刮膜蒸发器）、流程和效数。 （2） 根据生产经验数据，初步估计各效蒸发量和各效完成液的组成。 （3） 根据经验，假设蒸汽通过各效的压强降相等，估算各效溶液沸点和有效总温 差。 （4） 根据蒸发器的焓衡算，求各效的蒸发量和传热量。 （5） 根据传热速率方程计算各效的传热面积。若求得的各效传热面积不相等，则 应按下面介绍的方法重新分配有效温度差，重复步骤（3）至（5），直到所求得的各效传热面积相等（或满足预先给出的精度要求）为止。 （二） 蒸发器的计算方法 下面以三效并流加料的蒸发装置为例介绍多效蒸发的计算方法。 1.估值各效蒸发量和完成液组成 总蒸发量 （1-1） 在蒸发过程中，总蒸发量为各效蒸发量之和 W = W 1 + W 2 + … + W n （1-2） 任何一效中料液的组成为 （1-3） 一般情况下，各效蒸发量可按总政发来那个的平均值估算，即 （1-4） 对于并流操作的多效蒸发，因有自蒸发现象，课按如下比例进行估计。例如，三效W1：W2：W3=1：1.1：1.2 （1-5） 以上各式中 W — 总蒸发量，kg/h ； W 1，W 2 ，… ，W n — 各效的蒸发量，kg/h ； F — 原料液流量，kg/h ； x 0, x 1,…, x n — 原料液及各效完成液的组成，质量分数。 2.估值各效溶液沸点及有效总温度差 欲求各效沸点温度，需假定压强，一般加热蒸汽压强和冷凝器中的压强（或末效压强）是给定的，其他各效压强可按各效间蒸汽压强降相等的假设来确定。即 （1-6） 式中 — 各效加热蒸汽压强与二次蒸汽压强之差，Pa ； — 第一效加热蒸汽的压强，Pa ； — 末效冷凝器中的二次蒸汽的压强，Pa 。 多效蒸发中的有效传热总温度差可用下式计算： （1-7） 式中 — 有效总温度差，为各效有效温度差之和，℃； — 第一效加热蒸汽的温度，℃； — 冷凝器操作压强下二次蒸汽的饱和温度，℃； — 总的温度差损失，为各效温度差损失之和，℃。 p ?1p k p '∑∑? -'-=?)(1k T T t ∑?t 1T k T '∑?
资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。 目录 一、用途、适用范围及技术参数 (2) 二、主要结构、工作原理及特点 (2) 三、电气原理 (4) 四、安装与调试 (4) 五、设备的操作规程 (5) 六、常见故障及原因 (6) 七、附件
资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。 一、用途使用范围及技术参数 1、本套设备主要用于提高鲜奶干物质含量,并可使牛奶脱膻, 为了降低蒸发温度,控制蛋白变化,鲜奶在真空状态下瞬 间蒸发,不破坏牛奶任何成分及添加物质。整套设备操作 简单,运行平稳,可实现就地清洗。 手控操作系统----由手测浓缩后比重,进而调整进汽压力, 控制浓度。 2、技术参数: —物料处理量≥10000k g/h —水分蒸发量≥1000k g/h —进料温度:≥60℃ —蒸发温度:55℃～60℃ —进料浓度:11.5% —出料浓度:12.7% —蒸汽耗量:≥800k g/h —蒸汽压力:≥0.6M p a —耗电:9k w/h —冷凝器供冷却水温度:≤35℃ —冷凝器供冷却量:≥40T/H 二、主要结构、工作原理及特点 1、主要结构
资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。 本设备主要由降膜闪蒸室、分离室、冷凝室、西门子水环式真空泵、仿进口双机械密封卫生泵、连接管道及电气控制柜等组成。所有设备采用S U S304-2B制造 蒸发器1台蒸发器有可拆卸的顶盖,有进料管,在顶盖下面,是物料分配系统,可将物料均匀分配到每根蒸发管,加热室底部装有视镜,蒸发器底部装有人孔,出料口有防涡流结构。 ●分离器1台分离器采用旋涡切向进口结构,分离效率高,并配备C I P清洗装置。 ●出料泵１台仿进口泵,流量20T/H,扬程28M功率为4K W。将物料从蒸发器中排出,选用双端机械密封卫生泵。 ●冷凝器１台冷凝器为列管式冷凝器, 直立安装,在生产中绝对不产生二次污染,能严格保证产品质量。 ●真空泵1台西门子产品。2.3K W ●冷凝水泵1台流量10T/H,扬程20M功率为 2.2K W。 ●管路、阀门、管件用于连接上述部件、输送物料、冷凝水以及不凝性气体均采用304不锈钢管件及阀门。包括上面带有
《食品工程原理》课程设计 目录 一《食品工程原理》课程设计任务书 (1) (1) ........................................................................................................................................... ．设计课题 (2) (2) ........................................................................................................................................... ．设计条件 (2) (3) ........................................................................................................................................... .设计要求 (2) (4) ........................................................................................................................................... .设计意义 (2) (5) ........................................................................................................................................... .主要参考资料.. (3) 二设计方案的确定 (3) 三设计计算 (4) 3.1. ......................................................................................................................................... 总蒸发水量 (4) 3.2. ......................................................................................................................................... 加热面积初算. (4) ( 1)估算各效浓度 (4) ( 2)沸点的初算 (4) ( 3)温度差的计算 (5) (4)计算两效蒸发水量V，V2及加热蒸汽的消耗量S (6) (5)总传热系数K的计算 (7) ( 6)分配有效温度差，计算传热面积 (9) 3.3. ............................................................................................................................................ 重算两效传热面积.. (10) ( 1)第一次重算 (10) 3.4 计算结果 (11) 四蒸发器主要工艺尺寸的计算 (13)
*************有限公司 三效蒸发结晶装置 操作说明书 一、安全事项 警告： 1.本装置电气控制柜内部严禁进水或受潮。 2.操作人员必须严格按照本公司所提供的操作说明操作。 3.操作人员必须具备基本的电气常识和机械常识，并经过培训考核合格后才能操作。 4.严禁在无介质的状态下运转本装置。 5.严禁在介质蒸发干后，继续运转。 6.操作人员在操作之前应该注意到本装置的警示标志。 7.本装置安装有报警装置，一旦发现异常，立刻按照程序处理。 安全注意事项 1.请牢记停止开关的位置，以便出现异常时可以立即停机； 2.无论进行何种保养，检查，调整，请务必关闭机台及主开关； 3.停电时请关闭主电源开关。 安全标志 1.在机台上必要的地方张贴防止事故的警告等的安全标志，并请务必遵守标志中显 示的注意事项； 2.请勿剥除机台上所附的警告等安全标志，若标志丢失或因污损等原因使其无法辩 认时，请与本公司联系并设法替换。 二、设备基本组成 详见三效蒸发装置竣工图（PID图）。
三、操作说明 开车前的检查、准备工作： 1.操作人员必须事先经过培训后才能操作该设备，并遵循操作说明书的要求； 2.检查设备各法兰，阀门，管道有没有漏气，漏水的现象； 3.检查各泵的油位是否充足，应在二分之一处； 4.启动密封水泵，保证各泵有充足的冷却密封水供应； 5.提前确认相关连接部分，蒸汽系统、冷却水系统、配电室等，蒸汽、电、冷却水、 原水正常情况下开车； 6.开机前确保主电源正常，设备电源在接通状态。所有阀门在设定的开关状态，仪 表正常工作； 7.开机前确认浓缩装置原水池液位，浓缩装置物料槽在高液位时可以进行处理。如 不在设定液位时，需要处理，必须随时掌握处理进度； 8.本设备实现自动化，执行一键开机运行，设备按设置程序自动运行。 自动时，执行以下操作： 1.首次启动时需要往真空泵补水，。若真空泵之前有运行过，则无需再次补水。 此操作只需打开手动补水阀，补水完成请关闭手动补水阀。 2.真空泵的冷却是通过真空泵内循环的水循环冷却，系统启动首先启动冷却水循环 泵，开机前请检查确定冷却塔循环泵选择开关却换到自动状态，打开冷却水管路 手动阀。 3.真空泵确认正常后，触摸屏的选择开关切换到自动状态。 4.进料泵为一备一用，启动前确认进料手动阀是否打开，触摸屏的选择开关切换到 自动状态，根据原液槽和一效分离器的液位许可，两个液位都许可时，自动启动。 5.一效进料电动阀是进料泵的出口电动阀，一效进料阀选择开关切换到自动状态后， 进料泵才可以切换到自动状态。二效、三效进料阀选择开关切换到自动状态后，在分离器液位为L以下时自动打开，补充物料到H液位。 6.强制循环泵是密闭循环泵，密封需要自来水冷却，机封冷却水电磁阀控制冷却自 来水，机封冷却水电磁阀选择开关切换到自动状态，确认完冷却水电磁阀后，强 制循环泵选择开关切换到自动状态。 7.一效出料泵也是密封循环泵，机封需要自来水冷却。系统启动后一直启动状态，
齐齐哈尔大学 蒸发水量为2000的真空降膜蒸发器 题目蒸发水量为2000的真空降膜蒸发器 学院机电工程学院 专业班级过控133 学生姓名戴蒙龙 指导教师张宏斌 成绩
2016年12月20日
目录 摘要............................................................................................... I V Absract ............................................................................................. V 第1章蒸发器的概述 (1) 1.1蒸发器的简介 (1) 1.2蒸发器的分类 (2) 1.3蒸发器的类型及特点、 (3) 1.4蒸发器的维护 (7) 第2章蒸发器的确定 (9) 2.1 设计题目 (9) 2.2 设计条件： (9) 2.3 设计要求： (9) 2.4 设计方案的确定 (10) 第3章换热面积计算 (11) 3.1.进料量 (11) 3.2.加热面积初算 (11) 3.2.1估算各效浓度: (11) 3.2.2沸点的初算 (12)
3.2.3计算两效蒸发水量，及加热蒸汽的消耗量 (13) 3.3.重算两效传热面积 (15) 3.3.1.第一次重算 (15) 第4章蒸发器主要工艺尺寸的计算 (17) 4.1加热室 (17) 4.2分离室 (18) 4.3其他工件尺寸 (19) 第5章强度校核 (20) 5.1 筒体 (20) 5.2前端管箱 (21) 参考文献 (26) 致谢 (29)
蒸发 摘要：蒸发是地球表面水量和能量平衡中的重要分量，对于区域气候、旱涝变化趋势，水资源形成及变化规律，水资源评价等方面的研究有着重要作用。本文列举了常用的几种蒸发计算方法，对每种方法的优缺点进行了简要概括，并提出了未来蒸发计算方法的发展方向。 关键词：蒸发 计算方法 1 关于蒸发的几个概念 蒸发（Evaporation ）是水循环和水平衡的基本要素之一。水分从液态变为汽态的过程称为蒸发。它涉及地球表层中能量循环和物质转化最为强烈的活动层——土壤-植物-大气系统(SPAC )，常受下垫面条件(如地形、土壤质地、土壤水分状况等)、植物生理特性(如植物种类、生长过程等)和气象因素(如太阳辐射、温度、湿度、风速等)等诸多因素的影响。因此，蒸发蒸腾问题成为水文学、气象学、农学等多个学科领域的关注焦点。 发生在海洋、江河、湖库等水体表面的蒸发，称为水面蒸发，它仅受太阳辐射等气象因素的热能条件制约，故又可称为蒸发能力。发生在土壤表面或岩体表面的蒸发，通常称为土壤蒸发。发生在植物表面的蒸发，称为植物蒸腾或植物蒸散发。发生在一个流域或区域内的水面蒸发、土壤蒸发和植物蒸腾的总和称为流域蒸散发或陆地蒸发。陆地蒸发不仅取决于热能条件，还取决于可以供应蒸发的水分条件，即供水条件。 蒸发蒸腾（Evaportranspiration ，简称ET )包括土壤蒸发和植被蒸腾，在全球水文循环中起着重要的作用。 参考作物蒸发蒸腾量（0ET ）：为一种假想参考作物的蒸发蒸腾速率。假想作物的高度为0.12m ，固定的叶面阻力为70s/m ，反射率为0.23，非常类似于表面开阔、高度一致、生长旺盛、完全覆盖地面且不缺水的绿色草地蒸发蒸腾量。0ET 的计量单位以水深表示，单位为mm ；或用一定时段内的日平均值表示，单位为mm/d 。 2 直接测定法 2.1 蒸发皿测定法 1687年英国天文学家Halley 使用蒸发器测定蒸发量揭开了水面蒸发观测的序幕。蒸发皿测定法主要包括大型蒸发池和小型蒸发器。大型蒸发池(20E 面积20m 2或100E 面积100m 2）的蒸发资料虽然能够代表大水体的实际水面蒸发，但由于造价太高，不可能所
第四章蒸发器工艺尺寸计算 蒸发器的主要结构尺寸（以下均以第一效为计算对象） 我们选取的中央循环管式蒸发器的计算方法如下。 §4·1 加热管的选择和管数的初步估计 §4·1·1加热管的选择和管数的初步估计 蒸发器的加热管通常选用38*2.5mm无缝钢管。 加热管的长度一般为0.6—2m，但也有选用2m以上的管子。管子长度的选择应根据溶液结垢后的难以程度、溶液的起泡性和厂房的高度等因素来考虑，易结垢和易起泡沫溶液的蒸发易选用短管。根据我们的设计任务和溶液性质，我们选用以下的管子。 可根据经验我们选取：L=2M，38*2.5mm 可以根据加热管的规格与长度初步估计所需的管子数n’， =124（根） 式中S=----蒸发器的传热面积，m2，由前面的工艺计算决定（优化后的面积）； d0----加热管外径，m；L---加热管长度，m；因加热管固定在管板上，考虑管板厚度所占据的传热面积，则计算n’时的管长应用（L—0.1）m. §4·1·2循环管的选择 本文由钢管世界-无缝钢管提供：https://www.doczj.com/doc/c81277843.html,/转载注明出处!
循环管的截面积是根据使循环阻力尽量减小的原则考虑的。我们选用的中央循环管式蒸发器的循环管截面积可取加热管总截面积的40%--100%。加热管的总截面积可按n’计算。循环管内径以D1表示，则 所以mm 对于加热面积较小的蒸发器，应去较大的百分数。选取管子的直径为：循环管管长与加热管管长相同为2m。 按上式计算出的D1后应从管规格表中选取的管径相近的标准管，只要n和n’相差不大。循环管的规格一次确定。循环管的管长与加热管相等，循环管的表面积不计入传热面积中。 §4·1·3加热室直径及加热管数目的确定 加热室的内径取决于加热管和循环管的规格、数目及在管板撒谎能够的排列方式。 加热管在管板上的排列方式有三角形排列、正方形排列、同心圆排列。根据我们的数据表加以比较我们选用三角形排列式。 管心距t为相邻两管中心线之间的距离，t一般为加热管外径的1.25—1.5倍，目前在换热器设计中，管心距的数据已经标准化，只要确定管子规格，相应的管心距则是定值。我们选用的设计管心距是： 本文由钢管世界-无缝钢管提供：https://www.doczj.com/doc/c81277843.html,/转载注明出处!
蒸发技术要求 1.0本技术协议适用内蒙古百业成酒精制造有限责任公司所需的余热蒸发器，它提出了蒸 发成套装置的功能、设计、结构、性能、安装、调试、和验收等方面的技术要求。 本技术协议书提出的最低限度的技术要求，并未对一切技术细节做出规定，也未充分引述有关标准和规范的条文。卖方应提供符合本技术的工业标准，证明其产品的可靠性及技术的先进性。 卖方须按照所要求的章节内容及相关提示，编制相应的技术书，如果卖方没有以书面形式为本技术书的条文提出异议，则意味着卖方提供的设备完全符合本技术书的要求。如有异议，不管多么微小，应在技术书中以“对技术的意见和同技术的差异” 为标题的相应专门章节加以详细描述。 2.0本技术协议书所使用的标准，如果遇与卖方所执行的标准不一致时，按较高标准执行。 但是，政府强制执行的标准除外。 本技术协议书作为技术依据，卖方按买方的要求，提出技术及设备设计、制造、检验、安装、调试、验收等标准清单给买方确认，并提供三份文件作为技术标准。 合同规定的文件，包括图纸，计算及说明，使用手册等均应使用国际单位制（SI）3.0卖方提供的设备必须是同类设备中技术先进，可靠性高的全新产品。 本技术协议书未尽事宜，有买卖双方协商确定。 本技术协议书与合同文件具有同等的法律效力，但形成合同文件的过程及以后，有必要对相应条款或数据做出修改的情况下，将以双方确认后的条款或数据为准。 4.0 工艺技术描述 卧式螺旋沉降离心机分离出的湿糟经螺旋输送机送至混料螺旋输送机，在此与浓缩
液和返回的干料预混合后送入干燥机进料螺旋输送机，送入干燥机干燥，干燥后的DDGS 蛋白饲料由干燥机出料螺旋输送机送出，一部分干料经返料给料器被送至混料螺旋输送机,另一部分干料被送至出料螺旋输送机，二次蒸汽供蒸发工段作为蒸发系统的加热热源,干燥机冷凝水也作为蒸发的热源，出料螺旋输送机送出的物料,被送至气流输送至包装系统。 5.0技术标准 产品的设计,原辅材料的采购,产品的制造及验收均应严格执行相应的国家(行业或企业)现行有效版本标准(该标准作为买卖双方执行的主要依据)，投标时一并提供。 6.0工艺设计基础条件 （1）以玉米为原料，通过粉碎蒸煮糖化发酵工艺，经蒸馏工序提酒离心机分离后，产生的离心清液进入蒸发系统进行浓缩。 （2）进料温度70-80℃ （3）蒸发水量50t/h 进料量55t/h-60t/h （4）进料浓度＞4%—＜8%，含有最高不超过1.8%的悬浮物，出料浓度≥30% 温度＜85℃ （5）热源：以四台1200M2 管束式干燥机产生的蒸汽冷凝水闪蒸汽和干燥机干燥过程产生的二次蒸汽为主，生蒸汽为饱和水蒸汽压力2。5kg/cm2(表压) 每 小时生蒸汽用量≤7t/h 。 （6）供电电压380V/220V 50Hz （7）循环水：上水水温28-30℃、压力0.3Mpa（G）。 （8）新鲜水压力0.3Mpa（G）。 （9）压缩空气：压力0.6Mpa（G），常温、无油、无尘，压缩空气露点-40℃
KNO3水溶液三效并流蒸发系统设计 摘要：蒸发是化工生产中重要的单元操作，普遍应用于化工、医药、食品等行业中。本次课程设计的任务是设计三效并流蒸发装置，将10% KNO3溶液浓缩至40%，年处理量为5×104吨。采用中央循环管型蒸发器。设计工作主要包括工艺设计计算，蒸发器传热面积优化编程，蒸发器工艺尺寸的设计计算及辅助设备的选型计算，主要设备的强度校核，管道及各种连接件的选型，工艺流程图及蒸发器装配图的绘制。 关键词：三效并流蒸发装置；蒸发；KNO3 Abstract: Evaporation is an important unit operation in chemical process. It finds wide application in such fields as chemical industry, pharmaceutical industry, food industry and so on. The task is to design a three-effect forward flow evaporation system to concentrate 20,000 ton/year of KNO3aqueous solution from 10% to 40%. Standard evaporator (evaporator with central circulation downcomer) was chosen. The major work includes calculation of the process parameters and the heat transfer area, determination of the size and structure of the evaporator, and selection of the ancillary facilities, as well as checking the strength of the main equipments and choosing appropriate pipes. The process flow chart and the assembly drawing of one evaporator were completed with the aid of Auto CAD. Keyword: Three-effect forward flow evaporation; evaporation; KNO3 第一章概述
选型参数计算表 蒸发器简易选型 ( 仅供参考) 压缩机输 RT 104kcal/h 输入功率制冷量 KW 蒸发器片数 ( 冷冻水进 12°出 7°) 入功率备注 （kW）(COP3.33) （Hp) EATB25 EATB55 EATB85 小1 0.62 0.124 0.65 2.17 16 2°蒸发 1 0.7 0.2 2 0.75 2.5 18 2°蒸发 1.5 1.05 0.33 1.13 3.76 22 2°蒸发 2 1.4 0.4 3 1.50 5 26 2°蒸发 3 2.1 0.65 2.25 7.5 3 4 18 2°蒸发 4 2.8 0.86 3.00 10 44 22 2°蒸发 5 3.5 1.1 3.75 12.5 54 2 6 2°蒸发 6 4.2 1.29 4.50 15 30 2°蒸发 7 5 1.5 5.25 17.5 32 2°蒸发 8 5.7 1.7 6.00 20 36 2°蒸发 9 6.4 1.9 6.75 22.5 40 2°蒸发 10 7.1 2.1 7.50 25 46 2°蒸发 11 7.9 2.4 8.25 27.5 50 2°蒸发 12 8.5 2.6 9.00 30 56 36 2°蒸发 13 9.4 2.8 9.75 32.5 60 40 2°蒸发 14 10 3 10.50 35 64 42 2°蒸发 15 11 3.26 11.25 37.5 70 46 2°蒸发 16 11.3 3.44 12.00 40 74 48 2°蒸发 17 12.2 3.7 12.75 42.5 78 52 2°蒸发 18 12.7 3.87 13.50 45 84 56 2°蒸发 19 13.6 4.13 14.25 47.5 60 2°蒸发 20 14.2 4.3 15.00 50 64 2°蒸发 21 15 4.5 15.75 52.5 68 2°蒸发 22 15.6 4.7 16.50 55 74 2°蒸发 23 16.5 5 17.25 57.5 80 2°蒸发 24 17 5.16 18.00 60 84 2°蒸发 25 18 5.6 18.25 62.5 90 2°蒸发 26 20 6 19.00 65 98 2°蒸发 选型参数计算表
多效蒸发器设计计算 （一） 蒸发器的设计步骤 多效蒸发的计算一般采用迭代计算法 （1） 根据工艺要求及溶液的性质，确定蒸发的操作条件（如加热蒸汽压强 及冷凝器压强）、蒸发器的形式（升膜蒸发器、降膜蒸发器、强制循环 蒸发器、刮膜蒸发器）、流程和效数。 （2） 根据生产经验数据，初步估计各效蒸发量和各效完成液的组成。 （3） 根据经验，假设蒸汽通过各效的压强降相等，估算各效溶液沸点和有 效总温差。 （4） 根据蒸发器的焓衡算，求各效的蒸发量和传热量。 （5） 根据传热速率方程计算各效的传热面积。若求得的各效传热面积不相 等，则应按下面介绍的方法重新分配有效温度差，重复步骤（3）至（5）， 直到所求得的各效传热面积相等（或满足预先给出的精度要求）为止。 （二） 蒸发器的计算方法 下面以三效并流加料的蒸发装置为例介绍多效蒸发的计算方法。 1.估值各效蒸发量和完成液组成 总蒸发量 （1-1） 在蒸发过程中，总蒸发量为各效蒸发量之和 W = W 1 + W 2 + … + W n （1-2） 任何一效中料液的组成为 （1-3） 一般情况下，各效蒸发量可按总政发来那个的平均值估算，即 （1-4） )110x x F W -=（n W W i =i i W W W F Fx x ---=210
对于并流操作的多效蒸发，因有自蒸发现象，课按如下比例进行估计。例如，三效W1：W2：W3=1：： （1-5） 以上各式中 W — 总蒸发量，kg/h ； W 1，W 2 ，… ，W n — 各效的蒸发量，kg/h ； F — 原料液流量，kg/h ； x 0, x 1,…, x n — 原料液及各效完成液的组成，质量分数。 2.估值各效溶液沸点及有效总温度差 欲求各效沸点温度，需假定压强，一般加热蒸汽压强和冷凝器中的压强（或末效压强）是给定的，其他各效压强可按各效间蒸汽压强降相等的假设来确定。即 （1-6） 式中 — 各效加热蒸汽压强与二次蒸汽压强之差，Pa ； — 第一效加热蒸汽的压强，Pa ； — 末效冷凝器中的二次蒸汽的压强，Pa 。 多效蒸发中的有效传热总温度差可用下式计算： （1-7） 式中 — 有效总温度差，为各效有效温度差之和，℃； — 第一效加热蒸汽的温度，℃； — 冷凝器操作压强下二次蒸汽的饱和温度，℃； — 总的温度差损失，为各效温度差损失之和，℃。 （1-8） 式中 — 由于溶液的蒸汽压下降而引起的温度差损失，℃； — 由于蒸发器中溶液的静压强而引起的温度差损失，℃； — 由于管路流体阻力产生压强降而引起的温度差损失，℃。 n p p p k '-=?1p ?1p k p '∑∑?-'-=?)(1k T T t ∑?t 1T k T '∑?∑∑∑∑?'''+?''+?'=??'?''?'''
蒸发器工艺尺寸计算 加热管的选择和管数的初步估计 1加热管的选择和管数的初步估计 蒸发器的加热管通常选用38*2.5mm无缝钢管。 加热管的长度一般为0.6—2m，但也有选用2m以上的管子。管子长度的选择应根据溶液结垢后的难以程度、溶液的起泡性和厂房的高度等因素来考虑，易结垢和易起泡沫溶液的蒸发易选用短管。根据我们的设计任务和溶液性质，我们选用以下的管子。 可根据经验我们选取：L=2M，38*2.5mm 可以根据加热管的规格与长度初步估计所需的管子数n’， =124（根） 式中S=----蒸发器的传热面积，m2，由前面的工艺计算决定（优化后的面积）； d0----加热管外径，m；L---加热管长度，m；因加热管固定在管板上，考虑管板厚度所占据的传热面积，则计算n’时的管长应用（L—0.1）m. 2循环管的选择 循环管的截面积是根据使循环阻力尽量减小的原则考虑的。我们选用的中央循环管式蒸发器的循环管截面积可取加热管总截面积的40%--100%。加热管的总截面积可按n’计算。循环管内径以D1表示，则 所以mm 对于加热面积较小的蒸发器，应去较大的百分数。选取管子的直径为：循环管管长与加热管管长相同为2m。 按上式计算出的D1后应从管规格表中选取的管径相近的标准管，只要n和n’相差不大。循环管的规格一次确定。循环管的管长与加热管相等，循环管的表面积不计入传热面积中。 3加热室直径及加热管数目的确定 加热室的内径取决于加热管和循环管的规格、数目及在管板撒谎能够的排列方式。 加热管在管板上的排列方式有三角形排列、正方形排列、同心圆排列。根据我们的数据表加以比较我们选用三角形排列式。