蒸发器尺寸设计

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，试选一个内径作为加热室内径并以该内径和循环管外景作同心圆，在同心圆的环隙中，按加热管的排列方式和管心距作图。所画的管数n必须大于初值n’，若不满足，应另选一设备内径，重新作图，直至合适。

由于加热管的外径为38mm，可取管心距为48mm；以三角形排列计算

，b’=(1—1.5)d0=1.5*d0，

Di=t(nc-1)+2b’=48*（13-1）+2*38*1.5=690mm，选取加热室壳体内径为800mm鄙厚为12mm；

4分离室直径与高度的确定

分离室的直径与高度取决于分离室的体积，而分离室的体积又与二次蒸汽的体积流量及蒸发体积强度有关。

分离室体积V的计算式为：

式中V-----分离室的体积，m3; W-----某效蒸发器的二次蒸汽量，kg/h;

P-----某效蒸发器二次蒸汽量，Kg/m3 ，U-----蒸发体积强度，m3/(m3*s);

即每立方米分离室体积每秒产生的二次蒸汽量。一般用允许值为U=1.1~1.5 m3/(m3*s)

根据由蒸发器工艺计算中得到的各效二次蒸汽量，再从蒸发体积强度U的数值范围内选取一个值，即可由上式算出分离室的体积。

一般说来，各效的二次蒸汽量不相同，其密度也不相同，按上式计算得到的分离室体积也不会相同，通常末效体积最大。为方便起见，各效分离室的尺寸可取一致。分离室体积宜取其中较大者。确定了分离

室的体积，其高度与直径符合关系，确定高度与直径应考虑一下原则：

（1）分离室的高度与直径之比H/D=1~2。对于中央循环管式蒸发器，其分离室一般不能小于1.8m，以保证足够的雾沫分离高度。分离室的直径也不能太少，否则二次蒸汽流速过大，导致雾沫夹带现象严重。

(2)在条件允许的情况下，分离室的直径尽量与加热室相同，这样可使结构简单制造方便。

（3）高度和直径都适于施工现场的安放。现取分离室中U=1.2m3/（m3*s）；

m3。H=1.8m，，D=1.2m

2接管尺寸的确定

流体进出口的内径按下式计算

式中-----流体的体积流量m3/s ；U--------流体的适宜流速m/s ，

估算出内径后，应从管规格表格中选用相近的标准管。

1溶液进出口

于并流加料的三效蒸发，第一效溶液流量最大，若各效设备尺寸一致的话，根据第一效溶液流量确定接管。取流体的流速为0.8 m/s；

所以取ф57X3.5mm规格管。

2加热蒸气进口与二次蒸汽出口

各效结构尺寸一致二次蒸汽体积流量应取各效中较大者。

所以取ф76X3.5mm规格管。

3冷凝水出口

冷凝水的排出一般属于液体自然流动，接管直径应由各效加热蒸气消耗量较大者确定。

所以取ф65X3.5mm规格管。

蒸发器的设计计算

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

蒸发器尺寸设计

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

多效蒸发器设计计算

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 '∑?

降膜蒸发器设计

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 II Absract............................................................ I 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 (1) 1.3蒸发器的类型及特点、 (2) 1.4蒸发器的维护 (5) 第2章蒸发器的确定 (6) 2.1 设计题目 (6) 2.2 设计条件： (6) 2.3 设计要求： (6) 2.4 设计方案的确定 (6) 第3章换热面积计算 (7) 3.1.进料量 (8) 3.2.加热面积初算 (8) 3.2.1估算各效浓度: (8) 3.2.2沸点的初算 (8) 3.2.3计算两效蒸发水量，及加热蒸汽的消耗量 (9) 3.3.重算两效传热面积 (11) 3.3.1.第一次重算 (11) 第4章蒸发器主要工艺尺寸的计算 (12) 4.1加热室 (13) 4.2分离室 (13) 4.3其他工件尺寸 (14) 第5章强度校核 (15) 5.1 筒体 (15) 5.2前端管箱 (16) 参考文献 (19)

致谢 (21)

蒸发就是采用加热的方法，使溶液中的发挥性溶剂在沸腾状态下部分气化并将其移除，从而提高溶液浓度的一种单元操作，蒸发操作是一个使溶液中的挥发性溶剂与不挥发性溶质分离的过程。蒸发设备称为蒸发器，蒸发操作的热源，一般为饱和蒸汽。蒸发在操作广泛应于化学、轻工、食品、制药等工业中。工业上被蒸发处理的溶液大多数为水溶液。本次设计的装置为蒸发水量为2000降膜蒸发器，浓缩物质为牛奶。降膜蒸发器除适用于热敏性溶液外，还可用于蒸发浓度较高的液体。 关键词：蒸发；换热；高效；使用广泛

升膜蒸发器设计计算说明书

《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)

蒸发器设计说明书

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

蒸发器设计

目录 第一章设计方案的确定 (3) 1.1 蒸发器的类型与选择 (3) 1.2 蒸发操作条件的确定 (1) 1.2.1 加热蒸汽压强的确定 (1) 1.2.2 冷凝器操作压强的确定 (2) 第二章蒸发工艺的设计计算 (2) 2.1 蒸发器的设计步骤 (2) 2.2 各效蒸发量和完成液浓度的估算 (2) 2.3溶液沸点和有效温度差的确定 (3) 2.3.1各效由于溶液的蒸汽压下降所引起的温度差损失?/ (4) 2.3.2由于蒸发器中溶液静压强引起的温度差损失?'' (4) 2.3.3由流动阻力而引起的温度差损失?''' (5) 2.3.4各效溶液的沸点和有效总温度差 (6) 2.4加热蒸汽消耗量和各效蒸发水量的初步计算 (6) 2.5估算蒸发器的传热面积 (7) 2.6温差的重新分配与试差计算 (8) 2.6.1重新分配各效的有效温度差 (8) 2.6.2重复上述计算步骤 (9) 第三章蒸发器的主要结构工艺尺寸的设计 (14) 3.1 加热管的选择和管束的初步估计 (14) 3.1.1 循环管直径的选择 (14) 3.1.2 加热室直径及加热管数目的确定 (15) 3.1.3分离室直径和高度的确定 (16) 3.2接管尺寸的确定 (15) 3.2.1溶液的进出口管 (15) 3.2.2加热蒸汽与二次蒸汽接管 (15) 3.2.3冷凝水出口 (16) 第四章蒸发装置的辅助设备的设计 (17) 4.1 气液分离器 (17)

4.2蒸汽冷凝器主要类型 (17) 4.3蒸汽冷凝器的设计与选用 (19) 4.3.1工作水量的计算 (19) 4.3.2喷射器结构尺寸的计算 (19) 4.3.3射流长度的决定 (22) 第五章设计结果一览表 (22) 结束语.............................................. 错误!未定义书签。主要参考文献........................................ 错误!未定义书签。

双效蒸发器详细设计文件讲解

目录 1.设计题目: 双效真空蒸发器及辅助设备的设计选择 2 2.任务书 2 2.1设计任务及操作条件 2 2.2 设计项目 2 3. 蒸发工艺设计计算 3 3.1各效蒸发量及完成液液浓度估算 3 3.1.1总蒸发量的计算 3 3.1.2加热蒸汽消耗量和各效蒸发量 3 3.2多效蒸发溶液沸点和有效温度差的确定 5 3.3 根据有效传热总温差求面积 8 3.3.1 则重新分配温差 8 3.3.2计算各效料液温度 8 3.4 温差重新分配后各效蒸汽的参数 8 3.5 计算结果列表 10 4. 蒸发器的主要结构尺寸设计 11 4.1加热管的选择和管数的初步估算 11 4.2 循环管的选择 11 4.3 加热室直径及加热管数目的确定 12 4.4 分离室直径与高度的确定 14

4.5 接管尺寸的确定 15 4.5.1 溶液的进出口径 15 4.5.2 加热蒸汽与二次蒸汽出口 15 4.5.2 冷凝水出口 16 4.6蒸发装置的流程图及蒸发器设备工艺简图 16 5．蒸发装置的辅助设备 18 5.1 汽液分离器 18 5.2 蒸汽冷凝器 18 6. 工艺计算汇总表 19 7. 对本设计进行评述 19 参考文献 20 1.设计题目: 双效真空蒸发器及辅助设备的设计选择 2.任务书 2.1设计任务及操作条件 含固形物16%（质量分率，下同）的鲜牛乳，拟经双效真空蒸发装置进行浓缩，要求成品浓度为46%，原料液温度为第一效沸点（60℃），加热蒸汽压力为250kPa(表，冷凝器真空度为92kPa，日处理量为24吨/天，日工作时间为8小时，试设计该蒸发过程。

假定采用中央循环管式蒸发器，双效并流进料，效间流动温差损失设为1K，第一效采用自然循环，传热系数为900w/(m2·k，第二效采用强制循环，传热系数为1800w/(m2·k，各效蒸发器中料液液面均为1m，各效加热蒸汽的冷凝液均在饱和温度下排出，并假设各效传热面积相等，忽略热损失。 2.2 设计项目 2.1写出设计计算书（计算过程及计算结果尽量表格化）。 2.2蒸发器的工艺计算：确定蒸发器的传热面积。 2.3蒸发器的主要结构尺寸设计。 2.4主要辅助设备选型，包括气液分离器及蒸汽冷凝器等。 2.5绘制蒸发装置的流程图及蒸发器设备工艺简图。 2.6对本设计进行评述。 3. 蒸发工艺设计计算 3.1各效蒸发量及完成液液浓度估算 3.1.1总蒸发量的计算 W=F(1-

蒸发器的结构与设计

蒸发器的结构和

蒸发器的结构 2 循环型(非膜式)蒸发器 2 膜式(单程型)蒸发器 3 (一)中央循环管式(或标准式)蒸发器。 （2）悬筐式蒸发器 二、膜式(单程型)蒸发器 上述各种蒸发器的主要缺点是加热室内滞料量大，致使物料在高温下停留时间长，特别不适于处理热敏性物料。在膜式蒸发器内，溶液只通过加热室一次即可浓

缩到需要的浓度，停留时间仅为数秒或十余秒钟。操作过程中溶液沿加热管壁呈传 热一) 升膜蒸发器 （一) 升膜蒸发器 升膜蒸发器的结构如图所示，加热室由单根或多根垂直管组成，加热管长径之比为100～150，管径在25～50mm之间。原料液经预热达到沸点或接近沸点 上均匀布膜，且防止二次蒸汽由加热管顶端直接窜出，加热管顶部必须设置加工良 好的液体分布器。 2| 蒸发器的设计 一、蒸发器的选择 随着工业技术的发展，新型蒸发设备不断出现。在工业中常用的间接加热蒸发器分别为循环型和单程型两大类。循环型的蒸发器中有中央循环管式、悬框式、外加热式、列文式及强制循环管等，单程型的蒸发器有升膜式、降膜式、升-降膜式等。我们要根据蒸发的操作条件及各项要求选择合适的蒸发器。我们以中央循环管 式蒸发器为例。

蒸发操作条件的确定主要指蒸发器加热蒸汽的压强（或温度），冷凝器的操作压强（或温度）的确定，正确选择蒸发的操作条件，对保证产品质量和降低能耗 极为重要。 二、蒸发工艺的设计计算 多效蒸发工艺计算的主要依据是物料衡算、热量衡算及传热速率方程。计算的 为止。 三、蒸发器的主要结构工艺尺寸的设计 中央循环管式蒸发器主体分为加热室和分离室，加热室由直立的加热管束组成，管束中间为一根直径较大的中央循环管；分离室是汽液分离的空间。其主要结

降膜蒸发器的设计

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............................................. 错误!未指定书签。Absract............................................ 错误!未指定书签。 第1章蒸发器的概述................................ 错误!未指定书签。 1.1蒸发器的简介................................. 错误!未指定书签。 1.2蒸发器的分类................................. 错误!未指定书签。 1.3蒸发器的类型及特点、......................... 错误!未指定书签。 1.4蒸发器的维护................................. 错误!未指定书签。 第2章蒸发器的确定................................. 错误!未指定书签。 2.1 设计题目.................................... 错误!未指定书签。 2.2 设计条件：.................................. 错误!未指定书签。 2.3 设计要求：.................................. 错误!未指定书签。 2.4 设计方案的确定.............................. 错误!未指定书签。 第3章换热面积计算................................ 错误!未指定书签。 3.1.进料量...................................... 错误!未指定书签。

蒸发器的设计计算

蒸发器的设计计算

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 .210002.05.24.1014.3? -??= 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=+=+= 每米管长管内面积： 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 1321221 空气在下C ?17的物性参数 3215.1m kg f =ρ ()K kg kJ c pf ?=1005 704.0=rf P s m v f 61048.14-?=

满液式蒸发器的设计

满液式蒸发器的设计

3满液式蒸发器的设计 3.1制冷剂流量的确定 制冷剂压焓图： P h 图3.1 由蒸发温度50=t ℃，40=k t ℃，5=g t ℃，根据文献1《制冷原理及设备》附表13（P 341）和附图5（P 373）查得： 1407.143/(.)h kJ kg K =,)./(050.4302K kg kJ h =,)./(686.24943K kg kJ h h == )./(963.242, 4,3K kg kJ h h ==,kg m /103556.40331-?=ν,kg m /109876.17332-?=νkg m /1088392.0333-?=ν, kg m /100003.933,4-?=ν 单位制冷量： )./(180.164963.242143.407, 410K kg kJ h h q =-=-=（P 31） (3.1) 制冷剂流量： 00700.4263/164.180 m Q q kg s q = == （P 31） (3.2) 3.2载冷剂流量的确定 3301270 3.343610/()1000 4.1875 vs p s s Q q m s c t t ρ-= ==?-?? （P 246） (3.3) 3.3传热管的确定 选用φ10×1低螺纹铜管，取水流速度s m u /2.1=,则每流程的管子数Z t k t 43 2 1 3 4

为 3 226 44 3.34361055.463.14(102)10 1.2 vs i q Z d u π--??===?-??根 (3.4) 圆整后，Z=56根。 实际水流速度 3 226 44 3.343610 1.1884/ 1.2/3.14(102)1056vs i q u m s m s d Z π--??===≈?-?? (3.5) 3.4管程与有效管长 假定热流密度q=6600W /m 2,则所需的传热面积 3 20701010.616600 k Q F m q ?=== (3.6) 管子与管子有效长度的乘积 0010.61 6.033.140.0156 c F NI m d Z π= ==?? (3.7) 采用管子成正三角形排列的布置方案，管距s=14mm,对不同流程数N ，有效单管长c l ，总根数NZ,壳体直径D 及长径比D l c /进行组合计算，组合计算结果如表3.1所示： 表3.1组合计算结果 N NZ ) (m l c ) (m D D l c / 2 112 3.02 0.12 25.17 4 224 1.51 0.16 9.44 6 336 1.01 0.18 5.61 8 448 0.75 0.20 3.75 表3.1不同流程数N 对应的管长c l 及D l c / 从D 及D l c /值看， 4流程是可取的。

化工原理课设---蒸发器设计

目录 1.设计任务 (4) 2.设计方案简介 (5) 3.三效并流蒸发设计计算………………………………（６) 4.蒸发器的主要结构尺寸的计算 (16) 5.蒸发装置的辅助设备的选用计算 (19) 6.三效蒸发器结构尺寸确定………………………………(２1) 7.附图 (24) 8.参考文献…………………………………………………(２5) 9.后记 (26) 10．ＣAD图 (27)

１.设计任务 １.1设计条件 (1)处理能力年产95000吨ＮaＯH水溶液 (２）设备形式中央循环式管式蒸发器 （3)操作条件 ①ＮａOH水溶液的原料浓度为12%，完成液体浓度为30％,原 料液温度为第一效沸点温度。 ②加热汽压力为500Kｐａ（绝热），冷凝器的绝压为２0Kpa（绝热）。 ③各效蒸发器的总传热系数分别为 Ｋ1=1８0０W/（m2＊０C)Ｋ2=1200 Ｗ/(ｍ２＊０C）K3＝６0０W/(m2＊０Ｃ） 原料液的比热容为3．７7KJ/(Ｋg/0C），在三效中液体的平均密度分别为１１2０Kg/m3 、12９0 Kg/m3 、1460 Kg/ｍ3。 ④蒸发器中溶液的液面高度为１．２m。 ⑤各效加热蒸发汽的冷凝液在饱和温度下排出,忽略热损失。 ⑥每年按照3０0天计,每天２４小时 ⑦厂址:天津地区 1.2附加说明 （1)设计方案简介：对确定的工艺流程及蒸发器型式进行简要论述(2）蒸发器的工艺计算：确定蒸发器的传热面积 （3）蒸发器的主要结构尺寸设计

(4)主要辅助设备选型,包括气液分离器及蒸汽冷凝器等。 （５）绘制NａOH水溶液三效并流加料蒸发装置的设备工艺简图(6)对本设计进行评述 2.设计方案简介 2.1 设计方案论证 多效蒸发的目的是：通过蒸发过程中的二次蒸汽再利用，以节约蒸汽的消耗,从而提高蒸发装置的经济性。目前根据加热蒸汽和料液流向的不同,多效蒸发的操作流程可以分为平流、逆流、并流和错流等流程。本设计根据任务和操作条件的实际需要，采用了并流式的工艺流程。下面就此流程作一简要介绍。 并流流程也称顺流加料流程(如图1)，料液与蒸汽在效间同向流动。因各效间有较大的压力差,液料自动从前效流到后效,不需输料泵；前效的温度高于后效,料液从前效进入后效呈过热状态，过料时有闪蒸出现。此流程有下面几点优点:①各效间压力差大，可省去输料泵;②有自蒸发产生，在各效间不必设预热管;③由于辅助设备少，装置紧凑，管路短,因而温度损失小；④装置操作简便,工艺条件稳定,设备维修工作减少。同样也存在着缺点:由于后效温度低、浓度大，因而料液的黏度增加很大,降低了传热系数。因此,本流程只适应于黏度不大的料液。 ２．２蒸发器简介 随着工业蒸发技术的发展，蒸发设备的结构与型式亦不断改进

蒸发器尺寸设计

蒸发器尺寸设计 集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）

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，试选一个内径作为加热室内径并以该内径和循环管外景作同心圆，在同心圆的环隙中，按加热管的排列方式和管心距作图。所画的管数n必须大于初值n’，若不满足，应另选一设备内径，重新作图，直至合适。

蒸发器设计过程

蒸发器设计过程 一、负荷的确定 已知压缩机的功率， 由假定的蒸发温度和冷凝温度查压缩机的样本来确 定本次设计的负荷大小。例如，选取12HP 的涡旋压缩机，蒸发温度为2℃，冷凝温度为31℃时，负荷为35.4KW ，制冷剂的质量流量为720kg/h 。水侧进出水温度是12/7℃，水侧质量流量()02135.4 1.691/4.1875 Q m kg s C t t ===-?，对数平均 温差121020 1277.21122ln ln 72 t t t t t t t --===---- 二、壳体结构尺寸的确定 假定换热器的换热系数为k=11002/w m k ?,则再此换热系数下换热器的面积 2035.4 4.4611007.21 Q F m k t = ==??，考虑过热、折流板和管板30%的安全余量，则换热面积24.46 1.3 5.8F m =?=， 假定制冷剂的质量流速是2100/kg m s ?，则管程的流通截面积 32 720/3600210100t t M A m v ρ-===?，则所需管数322 4421040.63.140.00792 t i A n d π-???===?，则选定管子数为41根，每根管子的长度 5.8 4.733.140.0095241 F L m dn π= ==??，选定管侧为两程，则/22.37l L m ==，则实际的制冷剂质量流速是()22 20.2 99.06/1 41 3.140.007924 4 m m i q v kg m s d π = = =????。和假设值基本相等。 定折流板间距的时候先考虑壳程接管据管板的间距L （换热器设计手册p144页），此间距定住以后，据管口最近的一个折流板的间距取4mm ，由此定住第一个折流板距管板的距离。 取折流板的间距1110s mm =，250s mm = 折流板的平均间距 12 2(1)1 b b s N s s N +-=+ 横向流通截面积 ()c i c o A D n d s =-

蒸发器尺寸设计

蒸发器尺寸设计 公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-

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*无缝钢管。 加热管的长度一般为—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* 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—）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—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=* ；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—d0.然后由容器公称直径系列，试选一个内径作为加热室内径并以该内径和循环管外景作同心圆，在同心圆的环隙中，按加热管的排列方式和管心距作图。所画的管数n必须大于初值n’，若不满足，应另选一设备内径，重新作图，直至合适。

蒸发器的设计计算

蒸发器设计计算 已知条件：工质为R22 （1）蒸发器结构参数选择 选铜管，翅片厚铝套片，肋片间距 （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 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

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 在空气的焓湿图上连接空气的进出口状态点1和点2w 在蒸发器中空气的平均比焓值

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 （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 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 饱和液体密度 饱和蒸气密度 液体粘度 气体粘度 汽化热 液体热导率 蒸气热导率 液体普朗特数 蒸气普朗特数 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 R22的总质量流量为 作为迭代计算的初值，取 ，R22在管内的质量流速 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

多效蒸发器设计计算

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 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。 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。 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。 根据蒸发器的焓衡算，求各效的蒸发量和传热量。 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。 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：： （1-5） 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 ； )110x x F W -=（n W W i =i i W W W F Fx x Λ---=210n p p p k '-=?1p ?

多效蒸发器设计计算

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 W =F （1-西） X i 在蒸发过程中，总蒸发量为各效蒸发量之和 W = W 1 + W 2 + …+ W （1-2 ） 任何一效中料液的组成为 Fx o x i ' F -W 1-W 2-…Wi 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 ） 因有自蒸发现象，课按如下比例进行估计。例如, （1-5） 以上各式中 W —总蒸发量，kg/h ; W 1，W 2，…，Wi —各效的蒸发量，kg/h ; F —原料液流量，kg/h ; X 0,为,…,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p —各效加热蒸汽压强与二次蒸汽压强之差， Pa ； (1-1 ) (1-3) W 」 对于并流操作的多效蒸发, 三效 W1: W2: W3=1: 1.1 : 1.2