三效蒸发器的设计化工原理课程设计

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1、化工原理课程设计字符说明-2第一节概述-3一.蒸发及蒸发流程-3二.蒸发操作的分类-3三.蒸发操作的特点-3四.蒸发设备-4五.蒸发器选型-4第二节蒸发装置设计任务-5一、设计题目-5二、设计任务及操作条件-5第三节三效蒸发器得工艺计算-5一、估计各效蒸发量和完成液浓度-5二、佔计各效溶液的沸点和有效总温差-6三加热蒸汽消耗量和各效蒸发水量的汁算-8四、蒸发器的传热血积的估算-9五、有效温差的再分配-9六、重复上述计算步骤-10七、计算结果-11第四节蒸发器的主要结构尺寸计算-12一、加热管的选择和管数的初步估计-12二、循坏管的选择-12三、加热室直径及加热管数1=1的确定-12四、

2、分离室直径与高度的确定-13五、接管尺寸的确定-14第五节熬发装置的辅助设备-14一、气液分离器-14二、蒸汽冷凝器-15三淋水板的设计-16【参考文献】-17字符说明英文字母b-管壁厚度，加c-比热容,kJ/(kg.°C)d-加热管的内径，加£>-直径，加D-加热蒸汽消耗量，kg/hF-原料液流量，kgth/-校正系数，无因次g-重力加速度,mis2h-高度，血/?-二次蒸汽的焙，J/kgK-总传热系数,W/(m2.°C)厶一2度，加M-单位时间内通过单位管子周边上的溶液质量,kg/(7T2..5)—管数，〃-蒸发系统总效数，p-绝对压力,PaP,-普兰特准数，无因次q-热通量，W/

3、m20-总传热速率，W儿-雷诺系数，无因次厂-气话潜热，kJ/kg尺-污垢热阻,(m2.°C)/VVS-传热面积,m2f-溶液的温度(沸点)，°Cr-管心距，加T-温度,°C"一流速，m/5p-压力污垢的$-秒S-饱和的U-蒸发体积强度，〃//(加Is)匕-流体得体积流量,m'/sV-分离室的体积,m3W-蒸发量，kgthW-质量流量，kg/hx-溶质的质量分率，无因次X-单位体积冷却水的蒸汽质量，kg/亦希腊字母Q-对流川热系数,W/(m2.°C)△-温度损失误差，无因次77-热利用系数，无因次2-导热系数，W/(九。C)“-粘度，Pa.Sb-表面张力,N/mQ-密度,kg/m30-

4、管材质的校正系数，无因次©-水流收缩系数，无因次下标◎-平均的B-沸腾的内侧的K-冷凝器的厶-液体的加-平均的max-最人的min-最小的。=外侧的u-蒸汽的弘-体积的w-水的w-壁面的第一节概述一.蒸发及蒸发流程蒸发是采用加热的方法，使含有不挥发性杂质（如盐类）的溶液沸腾，除去英中被汽化单位部分杂质，使溶液得以浓缩的单元操作过程。蒸发操作广泛用于浓缩各种不挥发性物质的水溶液，是化工、供药、食品等工业中较为常见的单元操作。化工牛产中蒸发主要用丁•以下几种H的：1获得浓缩的溶液产品；2、将溶液蒸发增浓后，冷却结晶，用以获得固体产品，如烧碱、抗牛素、糖等产品；3、脱除杂质，获得纯净的溶剂或

5、半成品，如海水淡化。进行蒸发操作的设备叫做蒸发器。蒸发器内要有足够的加热而积，使溶液受热沸腾。溶液在熬发器内凶各处密度的差异而形成某种循环流动，被浓缩到规定浓度后排出蒸发器外。蒸发器内备有足够的分离空间，以除去汽化的蒸汽夹带的雾沫和液滴，或装有适当形式的除沫器以除去液沫，排出的蒸汽如不再利川，应将其在冷凝器屮加以冷凝。蒸发过程中经常采用饱和蒸汽间壁加热的方法，通常把作热源用的蒸汽称做一次蒸汽，从溶液蒸发出来的蒸汽叫做二次蒸汽。二.蒸发操作的分类按操作的方式可以分为间歇式和连续式，工业上人多数熬发过程为连续稳定操作的过程。按二次蒸汽的利用情况町以分为单效蒸发和多效蒸发，若产生的二次蒸汽不

6、加利用，XL接经冷凝器冷凝后排出，这种操作称为单效蒸发。若把二次蒸汽引至另一操作压力较低的蒸发器作为加热蒸气，并把若干个蒸发器串联组合使丿IJ,这种操作称为多效熬发。多效熬发屮，二次蒸汽的潜热得到了较为充分的利川，提高了加热蒸汽的利用率。菽操作压力可以分为常压、加压或减压熬发。真空熬发有许多优点：（1）、在低压下操作，溶液沸点较低，有利于提高蒸发的传热温度差，减小蒸发器的传热血积；（2）、可以利用低压蒸气作为加热剂；（3）、有利于对热敏性物料的蒸发；（4）、操作温度低，热损失较小。在加压蒸发中，所得到的二次蒸气温度较高，可作为下一效的加热蒸气加以利用。因此，单效蒸发多为真空蒸发；多效蒸

7、发的前效为加压或常压操作，而后效则在真空下操作。三.蒸发操作的特点从上述对蒸发过程的简单介绍可知，常见的熬发时问壁两侧分别为蒸气冷凝和液体沸腾的传热过程，蒸发器也就是一种换热器。但和一般的传热过程相比，蒸发操作又有如下特点：沸点升高蒸发的溶液屮含有不挥发性的溶质，在港台压力下溶液的蒸气压较同温度下纯溶剂的熬气压低，使溶液的沸点高于纯溶液的沸点，这种现彖称为溶液沸点的升高。在加热蒸气温度一定的情况下，蒸发溶液时的传热温差必定小于加热唇溶剂的纯热温