食品工程原理课程设计—双效并流降膜式蒸发器设计

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1、食品工程原理课程设计课程设计授课时间：2012——2013年度第2学期题目：双效并流降膜式蒸发器设计课程名称：化工原理课程设计专业年级：食品科学与工程2010级学号：姓　　名：王鹏指导教师：谢毅黄丽2013年7月11日-17-食品工程原理课程设计目录第1章设计方案简介-2-第2章工艺流程图及说明-3-第3章工艺计算及主体设备选型；-3-3.1估计各效蒸发量和完成液浓度-3-3.4蒸发器的传热面积估算-7-4·2接管尺寸的确定-9-4·2·1溶液进出口-9-4·2·2加热蒸气进口与二次蒸汽出口-10-4·2·3冷凝水出口-10

2、-第5章蒸发装置的辅助设备-10-5·1气液分离器-10-5·2蒸汽冷凝器-11-5·2·1由计算可知,进入冷凝器的二次蒸汽的体积流量可计算得到冷凝器的直径D-11-第6章参考文献-16-第7章设计评述-16-课程名称：化工原理课程设计填写时间：_2011_年_12_月_2_日-17-食品工程原理课程设计课程设计任务设计题目：双效并流蒸发器设计设计条件：采用双效并流加料将11%的果汁浓缩到46%。蒸发能力：18000kg/h；第I效的加热蒸汽压力：67.48kPa(绝压)；冷凝器的绝压为：8.173kPa；第I效蒸发器的总传

3、热系数：1100W/(m2·K)；第II效蒸发器的总传热系数：850W/(m2·K)设计内容：计算蒸发器的传热面积设计的基本要求、任务、研究的问题通过课程设计，要求学生能综合运用本课程和前修课程的基本知识，进行融会贯通、独立思考，在规定的时间内完成指定的化工单元操作的设计任务，从而得到化工工程设计的初步训练。完成设计方案的简介、蒸发工艺设计计算、绘制工艺流程图设计进度安排1月3日，布置任务，查阅、收集相关设计资料、参考文献等；4月7日，完成设计计算；8月11日，完成设计说明书。第1章设计方案简介化工原理课程设计要求我们综合运

4、用化工原理、化工设备机械基础、化工仪表自动化等课程及有关先修课程所学知识，完成以化工单元操作为主的一次工程设计，主要内容包括化工工艺设计和化工设备结构设计。从而对我们进行一次设计技能的基本训练，培养学生综合运用所学的书本知识解决实际问题的能力。-17-食品工程原理课程设计通过课程设计，要求能够综合运用本课程和前修课程的基本知识进行融会贯通，并在规定的时间内完成指定的化工设计任务，从而得到化工工程设计的初步训练。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

5、保证产品质量和降低能耗极为重要。本课程设计是双效并流设计。第2章工艺流程图及说明第3章工艺计算及主体设备选型；3.1估计各效蒸发量和完成液浓度每小时水分蒸发量：∵（常用化工单元设备设计153页）kg/h式中—原料处理量，kg/h；x0——进Ⅰ效蒸发器料液的浓度，质量百分比；x2——出Ⅱ效蒸发器料夜的浓度，质量百分比；W——水分蒸发量kg/h；由《常用化工单元设备设计》P153取W1:W2=1:1.1-17-食品工程原理课程设计故W1==6521.739(kg/h)W2=18000-6521.739=7173.913(kg/h

6、)其中，W1——第Ⅰ效的蒸发量，kg/hW2——第Ⅱ效的蒸发量，kg/hⅠ效二次蒸汽浓度==17.25%有关参数（1）原料液总量：18000kg/h（2）进料：=11%=89℃出料：=46%=41.4℃来自《食品工程原理》741页饱和水蒸汽表二次蒸汽的热参数值如下表压力(kPa)T(℃)汽化潜热(kg)Ⅰ效加热蒸汽P=67.48=89=2282.845Ⅰ效二次蒸汽P=29.81169=2333.054Ⅱ效加热蒸汽P=28.536=68=2335.565Ⅱ效二次蒸汽P=8.173=42冷凝处蒸汽P=7.752=41.3.2估计

7、各效溶液的沸点和有效总温度差式中：——温度差损失，℃——操作压强下由于溶液蒸汽压下降而引起的沸点升高，℃——液层静压引起的温度差损失，℃——管路流动阻力引起的温度差，℃-17-食品工程原理课程设计——常压下由于溶液蒸汽压下降而引起的沸点升高，℃——校正系数，无因次，其经验计算式为：式中：——操作压强下二次蒸汽的温度，℃——操作压强下二次蒸汽的汽化潜热，kJ/kg式中：——溶液内部平均压强，Pa——液面上方的压强，Pa——溶液液层高度，m（该题设其液层高度为6m）——溶液密度，kg/m3常压下，11％的蔗糖溶液水果原汁沸点变化

8、情况与一般果汁相同故使用内插法常温下果汁沸点升高(℃)(℃)由于静压强，降膜式蒸发器：1=2=0(℃)1(℃)两效果汁的沸点分别为：t℃t=℃-17-食品工程原理课程设计压力(kPa)T(℃)汽化潜热(kJ/kg)Ⅰ效加热蒸汽P=67.48=892282.845Ⅰ效料液P=32.307t=