食品工程原理蒸发器设计

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1、食品工程原理蒸发器设计设计题目:姓名:班级:学#:日期:第一章任务书1・设计任务及操作条件3第二章工艺设计计算4§•21蒸发液的浓度4§2-2j容液沸点和有效温度差的确定5§221各效由于溶液的蒸汽压下降所引起的温度差损失△6§222各效由于溶液静压强所因引起的温度差损失6§223由经验不计流体阻力产生压降所引起的温度差损失7§2-3加热蒸:气消耗量和各效蒸发水量的计算8§2-4蒸发器的传热面积和有效温度差在各效中的分布9第三章蒸发器的主要结构尺寸设计12§3・1加热管的选择和管数的初步估计§3-1-1加热管的选择和管数的初步估计12§3・1・2循环管的选择12§3・1・3加热室直径及加

2、热管数目的确定14§34-4分离室直径与高度的确定§3・2接管尺寸的确定is§423冷凝水出口16第四章蒸发装置的辅助设备16§4-1气液分离器16§4・2蒸汽冷凝器17第五章工艺计算汇总表17第六章参考文献20第一章任务书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48%,原料液温度为第一效沸点（60°C）,加热蒸汽压力为350kPa（表），冷凝器真空度为91kPa,日处理量为30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

3、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。第二章工艺设计计算§2蒸发液的浓度多效蒸发的工艺计算的主要依据是物料衡算和、热量衡算及传热速率方程。计算的主要项目有：加热蒸气（生蒸气）的消耗量、各效溶剂蒸发量以及各效的传热面积。计算的已知参数有：料液的流量、温度和浓度，最终完成液的浓度，加热蒸气的压强和冷凝器中的压强等蒸发器的设计计算步骤多效蒸发的计算一般采用试算法。（1）根据工艺要求及溶液的性质，确定蒸发的操作条件（如加热蒸气压强及冷凝器的压强），蒸

4、发器的形式、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浓度。（3）根据经验假设蒸气通过各效的压强降相等，估算个效溶液沸点和有效总温差。（4）根据蒸发器的焰衡算，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）,直到所求得各效传热面积相等（或满足预先给出的精度要求）为止。厂3.0X104r==3750Kg/hw=Fx（1・心）=3750x（1・=2500Kg/hX

5、48%总蒸发量十(1专150x(1■參fOOKg/h并流加料蒸发中无额外蒸汽引岀，可设叫:W2

6、=1:1.1而W=W1+W2=2500kg/h由以上三式可得:W1=1190.5kg/h;W2=1309.5kg/h;X

7、FX°F—%0.24；X2F-VV0-W,=0.49§2-2溶液沸点和有效温度差的确定设各效间的压强降相等，则总压强差为：p=101-91=10KPa工AP=P-P°=350-10=340KPap-PfAP=1K二n少。2J70畑式中△p…各效加热蒸汽压强与二次蒸气压强之差KPa,'■…第一次加热蒸气的压强KPaPk一…末效冷凝器中的二次蒸气的压强KPa各效间的压强差可求得各效蒸发室的压强即P：二R=350-170=180KPaP；=片・2耳=350・l70x2=1

8、0KPa由各效的二次蒸汽压强从手册屮查得相应的二次蒸汽温度和汽化潜热列与下表中：第一效第二效二次蒸汽压强Pi/(KPa)18010二次蒸汽温度Ti/(°C)(即下一效加热蒸汽温度)116.645.3二次蒸汽的汽化潜热(即下一效加热蒸汽的ri/)2214.32388.9多效蒸发屮的有效传热总温度差可用下式计算:有效总温度差工&=⑺一厂K)-工△式屮为&-…有效总温度差，为各效有效温度差Z和，°C。…第一效加热蒸气的温度，°C。…冷凝器操作压强下二次蒸气的饱和温度，°Co工°……总的温度差损失，为各效温度差损失之和，°C,式中工&…由于溶液的蒸汽压下降而引起的温度差损失，°C,工&…由于蒸发

9、器红溶液的静压强而引起的温度差损失，°C,工△:…由于管道流体阻力产生压强降而引起的温度差损失，°C,§2-2-1各效由于溶液的蒸汽压下降所引起的温度差损失△1.122f“.0162J036.2M鳥;6.6)2△:二fxM=2.2x0.68二1」22x0.22=0.25°Cf“.0162—162遗护L0.68A；=fx^a=1」22x0.68=1.50°C工=0.25+1.50=1.75°C§2-2-2各效由于溶液静压强所因引起的温