三效并流蒸发器的设计.docx

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1、三效并流蒸发器的设计：处理量(kg/h)4500,初始温度为20C,初始浓度5%,完成液浓度为40%,加热蒸汽压强为5at(绝压)，末效真空度为600mmHg(表压)，试计算所需的蒸发器的传热面积。解：1、计算总蒸发量：W=F(1-X0/X3=4500(1-0.05/0.40)=3937.5kg/h2、估算各效蒸发量：假设：W:W2:W3=1:1.1:1.2W=V+W+W=3.3W1=3937.5W=1193kg/hW=1312kg/hW=1432kg/h3、估算各效浓度：FXoX1=-=(4500X0.05)/(45

2、00-1193)=0.068F-W1X2=4500X0.05/(4500-1193-1312)=0.113X3=0.44、分配各效压强假设各效间压降相等P1=5X98.07+101.33=592KPaR=101.33-600X133.32X10-3=21KPaAP=(592-21)/3=571/3=190KPa则各效蒸发室的压强(二次蒸汽压强)为：P1/=P1-AP=592-190=402KPaP2=P1-2AP=592-2X190=212KPaP3/=PK=21KPa由各效二次蒸汽压强查水蒸汽表可得相应的二次蒸汽温度

3、和气化潜热如下表：效数123二次蒸汽压强/KPa40221221二次蒸汽温度/C143.6121.960.7汽化潜热(kj/kg)2138220023535、计算各效传热温度差损失(一)、由于蒸汽压下降引起的温度差损失A/根据二次蒸汽温度和各效完成液的浓度，由氢氧化钠的杜林线图可查的各效溶液的沸点分别为：沸点：ta1=146Cta2=125Cta3=87C由于溶液蒸汽压下降引起的温度差损失为：A1/=146-143.6=2.4CA2/=125-121.9=3.1CA3/=87-60.7=26.3C工△/=2.4+3.1

4、+26.3=31.8C(二卜由于静压强引起的温度差损失PmFp/+pgL/2取液位高度为2米（即加热蒸汽管长度）由溶液的沸点和各效完成液的浓度查表可得各效溶液的密度3P1=991kg/m3P21056kg/m।3P31366kg/mPi=402+991X9.81X2/2/1000=412KPaB=212+1056X9.81X2/2/1000=222kpaR=21+1366X9.81X2/2/1000=34kpa对应的各效溶液（水）的温度分别为：144.4C123.3C69.9C_..///-=tm-tpA/=144.4

5、-143.6=0.8CAa,=123.3-121.9=1.4C3=69.9-60.7=9.2C〃、."■：=0.8+1.4+9.2=11.4C〃/（三卜流动阻力引起的温度差损失A一///..匚=06、计算总温度差损失Z△=31.8+11.4=43.2C7、计算总传热温度差△t=T1-TK-£△=158.1-60.7-43.2=54.2C8、计算各效溶液的沸点及各效加热蒸汽的温度一效：t1=T」+A1=143.6+2.4+0.8=146.8C:t2=121.9+3.1+1.4=126.4C:t3=60.7+26.3+9

6、.2=96.2CT2=t1-（A1/+A1//+A1///）=146.8-3.2=143.6T3=At3+t39、计算加热蒸汽消耗量及各效蒸发水分量解方程组：W1=1428kg/hW2=1420kg/hW3=1091kg/hD1=1508kg/h10、估算蒸发器的传热面积Si=Qiki%At1=T「t1=158.1-146.8=11.3C假设各效传热系数：Ki=1800W/(m2k)K2=1200W/(m2k)K3=600W/(m2k)Qi=DiXR=15.8X2093X103/3600=8.77X105WQ=1428

7、X2138X103/3600=8.48X105WQ=8.68X105W2S=43.1m23=41.1m2S3=56.3m10、有效温度差再分配StS2大S3t3、；：t2=48.7m△t1=43.1/48.7X11.3=10C△t2=41.1/48.7X17.2=14.5C△t3=56.3/48.7X25.7=29.7C12、重新计算各效浓度X1=0.073X2=0.136X3=0.413、计算各效溶液的沸点及相应的始值效次123加热蒸汽温度Ti=158.1T2=146.6T3=125.9各效温度差1014.529.7

8、各效溶液的沸点148.1132.196.2始值kj/kg21292189235314、计算各效蒸发量解方程组：W1=1444kg/hW2=1393kg/hW3=1101kg/hD=1523kg/h15、计算各效传热面积Q=8.85X105S1=49.2m2Q=8.54X105S2=49.1M2Q=8.47X105S3=47.5M2