年處理量為41萬(wàn)噸NaOH三效蒸發(fā)器的設(shè)計(jì)

1、廣東石油化工學(xué)院 食 品 工 程 原 理 課 程 設(shè) 計(jì)題目 年處理量為4.1萬(wàn)噸NaOH三效蒸發(fā)器的設(shè)計(jì) 教 學(xué) 院 學(xué)生學(xué)號(hào) 111111111 指導(dǎo)教師 dddddddd 2016年1月3日 目錄課程設(shè)計(jì)任務(wù)書1第一章 前言31 蒸發(fā)及蒸發(fā)流程32蒸發(fā)操作的分類33蒸發(fā)操作的特點(diǎn)44 蒸發(fā)設(shè)備45蒸發(fā)器的選擇56 蒸發(fā)操作的分類5第二章 工藝計(jì)算72.1 估計(jì)各效蒸發(fā)量和完成液濃度72.2 估計(jì)各效溶液的沸點(diǎn)和有效總溫差72.2.1各效由于溶液的沸點(diǎn)而引起的溫度差損失82.2.2由于液注靜壓力而引起的沸點(diǎn)升高82.2.3 由流動(dòng)阻力而引起的溫度差損失102.2.4各效料液的溫度和有效總溫

2、差102.3加熱蒸汽的消耗量和各效蒸發(fā)水量的初步計(jì)算102.4 蒸發(fā)器的換熱面積的估算112.5有效溫差的再分配122.6 重復(fù)上述計(jì)算步驟132.6.1 計(jì)算各效料液的濃度132.6.2計(jì)算各料液的溫度132.6.3 各效的熱量衡算142.6.4 蒸發(fā)器傳熱面積的計(jì)算152.7 計(jì)算結(jié)果總匯表16第三章 蒸發(fā)器的主要結(jié)構(gòu)尺寸173.1加熱管的選擇和管數(shù)的初步估計(jì)173.2循環(huán)管的選擇173.3加熱室直徑及加熱管數(shù)目的確定173.4分離室直徑與高度的確定183.5.2 溶液進(jìn)出口193.5.3 冷凝水出口19第四章設(shè)計(jì)結(jié)果匯總表20第五章設(shè)計(jì)說(shuō)明與討論22結(jié)束語(yǔ)23參考文獻(xiàn)24附錄25課程設(shè)計(jì)

3、任務(wù)書1設(shè)計(jì)題目： NaOH-水溶液蒸發(fā)裝置的設(shè)計(jì)2設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)說(shuō)明（1）0.5萬(wàn)噸/年（原料）： 7000噸/年 34×1000噸/年=41000噸/年（2）年開工時(shí)：一年開工按280天計(jì)，每天工作時(shí)間24小時(shí)。（3）各效蒸發(fā)器傳熱面積相等。（4）設(shè)備類型：并流加料三效蒸發(fā)器。（5）流程概述，簡(jiǎn)圖，說(shuō)明根據(jù)既定任務(wù)的特點(diǎn)確定具體流程的優(yōu)點(diǎn)，物料的預(yù)熱方式以及作用，設(shè)備形式，設(shè)備材質(zhì)以及生產(chǎn)過(guò)程的控制方式。（6）計(jì)算的主要項(xiàng)目有：加熱蒸氣的消耗量，各效溶劑蒸發(fā)量以及各效的傳熱面積等。3操作條件 （1）蒸發(fā)物含量：入口10%，出口42%（最小30%）。（可變）（2）加熱介質(zhì)：121的加熱蒸

4、汽，各效的冷凝液均在飽和溫度下排出，假設(shè)各效傳熱面積相等，并忽略熱損失，冷凝器的壓力是20KPa。（4）各效蒸發(fā)器的總傳熱系數(shù)為K11800 W/(m2)，K21200 W/(m2)，K3600W/(m2)。（5）估計(jì)蒸發(fā)器中溶液的液面高度為1.2m。（6）原料液比熱容3.9kJ/(kg/K)，在三效中液體的平均密度分別為1120 kg/m3，1290kg/m3，1460 kg/m3。3 設(shè)計(jì)任務(wù)（1）設(shè)計(jì)方案的確定及流程說(shuō)明。（2）選擇適宜的并流三效蒸發(fā)器并進(jìn)行核算。（3）工藝設(shè)計(jì)計(jì)算：包括選擇適宜的蒸發(fā)器并進(jìn)行核算，主要包括物料衡算和熱量衡算、傳熱面積的確定、蒸發(fā)器主要尺寸的確定等。（注明

5、公式及數(shù)據(jù)來(lái)源）（3）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算：選擇適宜的結(jié)構(gòu)方案，進(jìn)行必要的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算。主要包括包括加熱室直徑、加熱管的選擇和管束的初步估計(jì)、加熱管數(shù)目、分離室的直徑和高度。（注明公式及數(shù)據(jù)來(lái)源）（4）繪制工藝流程圖：繪制設(shè)備工藝條件圖一張（3號(hào)圖紙）； CAD繪制。（5）編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書（6）、撰寫設(shè)備結(jié)果一覽表。（見附表1）（7）、繪制蒸發(fā)器的設(shè)備圖。（8）、設(shè)計(jì)感想、設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)。（9）、參考文獻(xiàn)。（10）設(shè)計(jì)說(shuō)明書書寫符合規(guī)范,圖表書寫符合標(biāo)準(zhǔn)。（11）說(shuō)明書語(yǔ)句通順，層次分明，文字簡(jiǎn)練，說(shuō)明透徹。（12）對(duì)本設(shè)計(jì)的評(píng)論或有關(guān)問(wèn)題的分析討論。食品科學(xué)與工程系教研室2015年12月20第一章 前言1、

6、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(guò)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。食品生產(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(dòng)，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

7、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(guò)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(lái)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(guò)程為連續(xù)穩(wěn)定操作的過(guò)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(gè)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

8、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(diǎn)：（1）、在低壓下操作，溶液沸點(diǎn)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(duì)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。3蒸發(fā)操作的特點(diǎn)從上述對(duì)蒸發(fā)過(guò)程的簡(jiǎn)單介紹可知，常見的蒸發(fā)時(shí)間壁兩側(cè)分別為蒸氣冷凝和液體沸騰的傳熱過(guò)程，蒸發(fā)器也就是一種換熱器。但和一般的傳熱過(guò)程相比，蒸發(fā)操作又有如下特點(diǎn):(1)

9、沸點(diǎn)升高 蒸發(fā)的溶液中含有不揮發(fā)性的溶質(zhì)，在港臺(tái)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(diǎn)高于純?nèi)芤旱姆悬c(diǎn)，這種現(xiàn)象稱為溶液沸點(diǎn)的升高。在加熱蒸氣溫度一定的情況下，蒸發(fā)溶液時(shí)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。(2) 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(shí)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，選擇適宜的蒸發(fā)流程和設(shè)備是蒸發(fā)操作彼此必須要考慮的問(wèn)題。(3) 節(jié)約能源 蒸發(fā)時(shí)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)

10、操作要考慮的另一個(gè)問(wèn)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，得到濃縮的完成液，同時(shí)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(shí)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(duì)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(dòng)情況，大致可分為以下兩大類：（1）循環(huán)型蒸發(fā)器   特點(diǎn)：溶液在蒸發(fā)器中做循環(huán)流動(dòng)，蒸發(fā)器

11、內(nèi)溶液濃度基本相同，接近于完成液的濃度。操作穩(wěn)定。此類蒸發(fā)器主要有  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，前四種為自然循環(huán)蒸發(fā)器。（2）單程型蒸發(fā)器   特點(diǎn)：溶液以液膜的形式一次通過(guò)加熱室，不進(jìn)行循環(huán)。  優(yōu)點(diǎn)：溶液停留時(shí)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(diǎn)：設(shè)計(jì)或操作不當(dāng)時(shí)不易成膜，熱流量將明顯下降；不適用于易結(jié)晶、結(jié)垢物料的蒸發(fā)。  

12、;此類蒸發(fā)器主要有    a.升膜式蒸發(fā)器，    b.降膜式蒸發(fā)器，    c.刮板式蒸發(fā)器5、 蒸發(fā)器的選擇本次設(shè)計(jì)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(shí)，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(dòng)。溶液的循環(huán)流動(dòng)提高了沸騰表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，強(qiáng)化了蒸發(fā)過(guò)程。這種蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)緊湊，制造方便

13、，傳熱較好，操作可靠等優(yōu)點(diǎn)，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12m；加熱管徑多為2575mm之間。但實(shí)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。6、蒸發(fā)流程的選擇三效并流 順流也稱并流，并流加料法是最常見的蒸發(fā)操作流程。三效并流裝置是由三個(gè)蒸發(fā)器組成的并流加料裝置。溶液和蒸汽的流向相同，即都由第一效順序流至末效，故稱為并流加料法。生蒸汽通入第一效加熱室，蒸發(fā)出的二次蒸汽進(jìn)入第二效的

14、加熱室作為加熱蒸汽，第二效的二次蒸汽又進(jìn)入第三效的加熱室作為加熱蒸汽，第三效的二次蒸汽則送至冷凝器全部冷凝。原料液進(jìn)入第一效，濃縮后由底部排出，依次進(jìn)入后面各效時(shí)，完成液由末效底部取出。 并流加料法的優(yōu)點(diǎn)： （1）由于后一效蒸發(fā)室的壓強(qiáng)比前一效的低，故溶液在效間輸送不用泵而利用各效間的壓力差。（2）由于你后一效溶液的沸點(diǎn)較前一效的低，溶液進(jìn)入后一效時(shí)發(fā)生閃蒸現(xiàn)象，產(chǎn)生較多二次蒸汽。 （3）高濃度溶液的溫度依效序降低對(duì)濃縮熱敏性食品有利。 但是，由于逐效濃度增高，且溫度降低，黏度升高，傳熱系數(shù)下降，增加了末效蒸發(fā)的困難。第二章 工藝計(jì)算計(jì)算公式出自食品工程

15、原理2.1 估計(jì)各效蒸發(fā)量和完成液濃度總進(jìn)料量 kg/h 總蒸發(fā)量 kg/h 式中：W-總蒸發(fā)量,kg/h;F-進(jìn)料流量，kg/h；-進(jìn)料濃度；-完成液濃度因?yàn)椴⒘骷恿?，蒸發(fā)中無(wú)額外蒸汽引出，可設(shè)： （食品工程原理325頁(yè)）kg/hkg/h kg/h 2.2 估計(jì)各效溶液的沸點(diǎn)和有效總溫差121的加熱蒸汽的飽和蒸氣壓： =205.35kPa設(shè)各效間壓力降相等，則總壓力差為：各效間的平局壓力差為 （食品工程原理335頁(yè)）由各效的壓力差可以求得各效蒸發(fā)室的壓力，即由各效的二次蒸汽壓力，從手冊(cè)中可查得相應(yīng)的值表2-1二次蒸汽的溫度和氣化潛熱效數(shù)IIIIII二次蒸汽壓力kPa143.5781.7920

16、二次蒸汽溫度1109460二次蒸汽的汽化熱kJ/kg2232227323552.2.1各效由于溶液的沸點(diǎn)而引起的溫度差損失根據(jù)各效二次蒸氣溫度和各完成液濃度xi，由NaOH水溶液杜林線圖可得各效NaOH的沸點(diǎn)tAi分別為：tA1= 112 tA2 = 97 tA3 = 68 則各效由于溶液沸點(diǎn)比水的沸點(diǎn)升高而引起的溫差損失：1 = tA1 - T1=112 110 = 2 2 = tA2 T2=97 94 =3 3 = tA3 T3=68 60=8 所以 2.2.2由于液注靜壓力而引起的沸點(diǎn)升高為方便起見，以液層中點(diǎn)處壓力和沸點(diǎn)代表整個(gè)液層的平均壓力和平均溫度，根據(jù)流體靜力學(xué)方程，液層的平均壓

17、力區(qū)值（L=1.2m）:（其中L為液面高度，m）式中： -蒸發(fā)器中液面與底部的平均壓強(qiáng)，Pa； -對(duì)應(yīng)Pm下水的沸點(diǎn)，； Pi-二次蒸汽的壓強(qiáng)，Pa； -對(duì)應(yīng)Pi下水的沸點(diǎn)，； -溶液的平均密度，； -蒸發(fā)器操作時(shí)的液面高度，。所以 由平均壓力可查的對(duì)應(yīng)的飽和的溫度為： 2.2.3 由流動(dòng)阻力而引起的溫度差損失取經(jīng)驗(yàn)值,即， 故蒸發(fā)裝置的總溫差損失為2.2.4各效料液的溫度和有效總溫差 各料液的溫度為： 有效總溫度差，已知121氣化潛熱為2203KJ/Kg2.3加熱蒸汽的消耗量和各效蒸發(fā)水量的初步計(jì)算第效的熱量恒算式為 由于是沸點(diǎn)進(jìn)料，熱利用系數(shù)，式中為第效蒸發(fā)器中料液溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化。第效

18、熱量恒算式第效的熱量恒算式又 2.4 蒸發(fā)器的換熱面積的估算 誤差為>0.05，誤差較大，應(yīng)調(diào)整各效有效溫差，使三個(gè)蒸發(fā)器的傳熱面積盡量相等。2.5有效溫差的再分配重新分配有效溫差得:2.6 重復(fù)上述計(jì)算步驟2.6.1 計(jì)算各效料液的濃度由所求得的各效蒸發(fā)量，可求得各效料液的濃度，即 2.6.2計(jì)算各料液的溫度因末效的完成液的濃度和二次蒸汽的壓力均不變，各種溫度差損失可視為恒定，故末效溶液的溫度仍為76,即則第效的加熱蒸汽的溫度（第效的二次蒸汽的溫度）為: （化工傳遞與單元操作課程設(shè)計(jì)81頁(yè)）由第II效二次蒸汽的溫度T2/=95.81,再由第II效料液的濃度小x2=0.213查杜林線圖，

19、可得第II效料液的沸點(diǎn)為: 104。由液柱靜壓力即流動(dòng)阻力而引起的溫度差損失可視為不變，所以第II效料液的溫度為：同理：由t2=107 ，=8.96得 由第I效二次蒸汽的溫度T1/ =115.96，再由第I效料液的濃度X1=0.134查杜林線圖，可得第I效料液的沸點(diǎn)為: 117則第一效料液的溫度為：第一效料液的溫度也可以由下式計(jì)算:t1 = T1=121-6.23=114.77 誤差為：1-0.036<0.05，T1= t1=119+6.23=125.23由上知，各種溫差損失變化不大，無(wú)需重新計(jì)算。故有效總溫差不變，即=35溫差重新分配后各效溫度列于表2表2-2溫度差重新分配后各項(xiàng)溫度情

20、況表效次IIIIII加熱蒸汽溫度121115.9695.81有效溫度差6.238.9619.81料液溫度119107762.6.3 各效的熱量衡算 （食品工程原理附錄）第效 第效第效又 與第一次結(jié)果相比較，其相對(duì)誤差為相對(duì)誤差在0.05以下，不需再計(jì)算2.6.4 蒸發(fā)器傳熱面積的計(jì)算 （食品工程原理331頁(yè)） (食品工程原理338頁(yè)）誤差為則取S=95.第三章 蒸發(fā)器的主要結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算3.1加熱管的選擇和管數(shù)的初步估計(jì)加熱管通常選用等幾種規(guī)格的無(wú)縫鋼管，管子長(zhǎng)度的選擇應(yīng)根據(jù)溶液結(jié)垢的難易程度，溶液的起泡性和廠房的高度等因素綜合考慮。根據(jù)加熱管的型號(hào)選用蒸發(fā)器加熱管選?。旱臒o(wú)縫鋼管所選管子數(shù)，

21、（化工傳遞與單元操作課程設(shè)計(jì)85頁(yè)） 其中 S-蒸發(fā)器的傳熱面積，m2 L-加熱管長(zhǎng)度，m；取L=2m d0-加熱管外徑，m；取則根3.2循環(huán)管的選擇有經(jīng)驗(yàn)公式循環(huán)管內(nèi)徑，因?yàn)镾較大，取，取管為3.3加熱室直徑及加熱管數(shù)目的確定表41 不同加熱管尺寸的管心距加熱管外徑19253857管心距25324870按正三角形排列，管束中心在線管束根加熱室內(nèi)徑，其中 t為管心距，t=48mm， 取 。則3.4分離室直徑與高度的確定分離室體積的計(jì)算式為式中 -分離室的體積，m3; -某效蒸發(fā)器的二次蒸汽量，kg/h; -某效蒸發(fā)器二次蒸汽密度，kg/m3 ， -蒸發(fā)體積強(qiáng)度，m3/(m3.s);。一般用允許

22、值為取表4-2效次二次蒸氣溫度115.9695.8160二次蒸汽流量，kg/h1624.821619.061398.65二次蒸氣密度0.98350.50240.1301 （化工傳遞與單元操作86頁(yè)）為方便起見，各效分離室的尺寸均取一致，所以體積V取最大值。V=2.47m分離室高度H與直徑D的關(guān)系：V=D2H, H:D=1.7求得H=2.08m ，取H=2.1 >1.8m 求得D=1.23m取D=1.3m3.5 接管尺寸的確定 流體進(jìn)出口的內(nèi)徑按下式計(jì)算：3.5.1 熱蒸汽進(jìn)口二次蒸汽出口加熱蒸汽即為各效二次蒸汽，故其接管尺寸相同，因此取體積流量最大者計(jì)算尺寸。二次蒸汽體積流量取各效最大者

23、,故=1624.82kg/h, =0.9835kg/m3。飽和蒸汽適宜的流速此處取依據(jù)無(wú)縫鋼管的常用規(guī)格選用為 的標(biāo)準(zhǔn)管。3.5.2 溶液進(jìn)出口為統(tǒng)一管徑，按第效的流量計(jì)算，溶液的適宜流速按強(qiáng)制流動(dòng)算，即則依據(jù)無(wú)縫鋼管的常用規(guī)格選為的標(biāo)準(zhǔn)管。3.5.3 冷凝水出口第一效質(zhì)量流量最大，所以用第一效質(zhì)量流量來(lái)計(jì)算冷凝水出口管尺寸，按自然流動(dòng)的液體計(jì)算，u=0.81.8 m/s,取u=1.2m/s，則計(jì)算出依據(jù)無(wú)縫鋼管的常用規(guī)格選為的標(biāo)準(zhǔn)管。第四章設(shè)計(jì)結(jié)果匯總表表4-1效次IIIIII冷凝器加熱蒸汽溫度121115.9695.8160操作壓力2020溶液溫度11910776完成液濃度13.421.3

24、42蒸發(fā)量1624.821619.061398.65蒸汽消耗量1771.73傳熱面積 96.1693.1092.85表4-2加熱管主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)尺寸加熱管（無(wú)縫鋼管）管徑規(guī)格加熱管（無(wú)縫鋼管）長(zhǎng)度加熱管（無(wú)縫鋼管)管數(shù)循環(huán)管規(guī)格加熱室內(nèi)徑分離室直徑分離室高度溶液進(jìn)出口管徑加熱蒸氣進(jìn)出口與二次蒸氣出口管徑冷凝水出口管徑192第五章、設(shè)計(jì)說(shuō)明及討論首先，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)單位溶液所有的要小，即中央循環(huán)管和其它加熱管內(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(huì)使蒸發(fā)器中的溶液形成由中央循環(huán)管下降

25、、由沸騰管上升的循環(huán)流動(dòng)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(diǎn)，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。所以，本設(shè)計(jì)采用中央循環(huán)管式蒸發(fā)器，應(yīng)用并流的方式進(jìn)行三效蒸發(fā)。 三效蒸發(fā)需串接三個(gè)蒸發(fā)器，當(dāng)然，要求各效的操作壓力、對(duì)應(yīng)的加熱蒸汽溫度和溶液沸點(diǎn)依次降低。本次設(shè)計(jì)選擇的蒸發(fā)流程為并流加料，即物料與二次蒸汽以相同的方向流過(guò)各效。此種加料方式的優(yōu)點(diǎn)是：前效壓強(qiáng)較后效高，料液可借此壓差自動(dòng)地流向后一效而無(wú)需泵輸送；同時(shí)，由于前效中溶液的沸點(diǎn)比后效高，當(dāng)料液進(jìn)入后效時(shí)會(huì)產(chǎn)生自蒸發(fā)。缺點(diǎn)是：末效于前幾效相比溶液濃度高、溫度低、粘度大，傳熱系數(shù)低，所需傳熱面積大。對(duì)于本次設(shè)計(jì)在計(jì)算方面:在重新分配有效溫度差后，計(jì)算各料液的溫度時(shí)，間接地采用