蒸發(fā)器課程設(shè)計(jì)

1、<p>　　第一章 蒸發(fā)操作條件的確定</p><p>　　蒸發(fā)作為化工產(chǎn)品工藝制造過程中的單元操作，有多種不同的設(shè)備，不同的流程和不同的操作方式。蒸發(fā)操作條件的確定主要指蒸發(fā)器加熱蒸汽的壓強(qiáng)（或溫度），冷凝器的操作壓強(qiáng)（或溫度）的確定，正確選擇蒸發(fā)的操作條件，對(duì)保證產(chǎn)品質(zhì)量和降低能耗極為重要。</p><p><b>　　加熱蒸汽壓強(qiáng)的確定</b><

2、;/p><p>　　通常被蒸汽的溶液有一個(gè)允許的最高溫度，若超過了此物料就會(huì)變質(zhì)，破壞或分解，這是確定加熱蒸汽壓強(qiáng)的一個(gè)依據(jù)。應(yīng)使操作在低于最大溫度范圍內(nèi)進(jìn)行，可以采用加壓蒸發(fā)，常壓蒸發(fā)或真空蒸發(fā)。</p><p>　　一些化工廠，常裝設(shè)蒸汽機(jī)或透平機(jī)以驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，因而蒸發(fā)用汽應(yīng)考慮用蒸汽機(jī)、透平機(jī)的乏汽，直接采用未經(jīng)做功的鍋爐蒸汽進(jìn)行減壓蒸發(fā)是不經(jīng)濟(jì)的，乏汽壓強(qiáng)一般在200～400 kP

3、a左右。</p><p>　　蒸發(fā)是一個(gè)消耗大量加熱蒸汽而又產(chǎn)生大量二次蒸汽的過程。從節(jié)能的觀點(diǎn)出發(fā)，應(yīng)充分利用二次蒸汽作為其它加熱用的熱源，即要求蒸發(fā)裝置能夠提供溫度較高的二次蒸汽。這樣既可減少鍋爐產(chǎn)生蒸汽的消耗量，又可以減少末效進(jìn)入冷凝器的二次蒸汽量，提高了蒸汽利用率。因此，能夠采用較高溫度的飽和蒸汽作為加熱蒸汽的有利的，但通常所用飽和蒸汽的溫度不超過180 ℃,超過時(shí)相應(yīng)的壓強(qiáng)就很高,這樣增加加熱的設(shè)備費(fèi)和

4、操作費(fèi)。一般的加熱蒸汽壓強(qiáng)在400～800 kPa范圍之內(nèi)。此次設(shè)計(jì)方案中加熱蒸汽壓強(qiáng)定為675 kPa（絕壓）。</p><p>　　1.2 冷凝器操作壓強(qiáng)的確定</p><p>　　若一效采用較高壓強(qiáng)的加熱蒸汽，則末效可采用常壓或加壓蒸汽，此時(shí)末效產(chǎn)生的二次蒸汽具有較高的溫度，可以全部利用。而且各效操作溫度高時(shí)，溶液粘度低，傳熱好。若一效加熱蒸汽壓強(qiáng)低，末效應(yīng)采用真空操作。此時(shí)各效二次

5、蒸汽溫度低，進(jìn)入冷凝器冷凝需消耗大量冷卻水，而且溶液粘度大，傳熱差。但對(duì)于那些熱敏性物料的蒸發(fā)，為充分利用熱源還是經(jīng)常采用的。對(duì)混合式冷凝器，其最大的真空度取決于冷凝器內(nèi)的水溫和真空裝置的性能。通常冷凝器的最大真空度為80～90 kPa。此次設(shè)計(jì)方案中冷凝器壓強(qiáng)定為20 kPa（絕壓）。</p><p>　　1.3 蒸發(fā)器的類型以及選擇</p><p>　　在化工生產(chǎn)中，大多數(shù)蒸發(fā)器都是利

6、用飽和水蒸汽作為加熱介質(zhì)，因而蒸發(fā)器中熱交換的一方是飽和水蒸汽冷凝，另一方是溶液的沸騰，所以，傳熱的關(guān)鍵在于料液沸騰一側(cè)。為了適應(yīng)各種不同物性物料的蒸發(fā)濃縮，出現(xiàn)了各種不同結(jié)構(gòu)形式的蒸發(fā)器，而且隨著生產(chǎn)，技術(shù)的發(fā)展，其結(jié)構(gòu)在不斷改進(jìn)。工業(yè)中常用的間壁式傳熱蒸發(fā)器，按溶液在蒸發(fā)器中的流動(dòng)特點(diǎn)，可分為循環(huán)型（中央循環(huán)管式、懸筐式、外加熱式、列文式、強(qiáng)制循環(huán)式等）和非循環(huán)型（升膜式、降膜式、升-降膜式、刮板式等）兩大類型。</p>

7、<p>　　面對(duì)種類繁多的蒸發(fā)器，在結(jié)構(gòu)上必須有利于過程的進(jìn)行，為此在選用時(shí)應(yīng)考慮以下原則：</p><p>　　盡量保證較大的傳熱系數(shù)，滿足生產(chǎn)工藝的要求。</p><p>　　生產(chǎn)能力大，能完善分離液沫，盡量減慢傳熱面上的垢層的生成。</p><p>　　結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作維修和清洗方便，造價(jià)低，使用壽命長(zhǎng)。</p><p>　

8、　能適應(yīng)所蒸發(fā)物料的一些工藝特性。。</p><p>　　綜上所述，本次設(shè)計(jì)中蒸發(fā)器的最優(yōu)形式確定為標(biāo)準(zhǔn)式即中央循環(huán)管式蒸發(fā)器。</p><p>　　1.4 多效蒸發(fā)效數(shù)的確定</p><p>　　在流程設(shè)計(jì)時(shí)首先應(yīng)考慮采用單效還是多效蒸發(fā)，為充分利用熱能，生產(chǎn)中一般采用多效蒸發(fā)。因在多效蒸發(fā)中，將前一效的二次蒸汽作為后一效的加熱蒸汽，可節(jié)省生蒸汽耗量。但不是效數(shù)愈

9、多愈好，效數(shù)受經(jīng)濟(jì)上和技術(shù)上的因素所限制。</p><p>　　經(jīng)濟(jì)上的限制在于效數(shù)超過一定值時(shí)經(jīng)濟(jì)上不合算而技術(shù)上的限制在于效數(shù)過多蒸發(fā)操作將難于進(jìn)行，因此實(shí)際的多效蒸發(fā)過程效數(shù)并不多。為了保證傳熱的正常進(jìn)行，每一效有效溫差不能小于5～7℃。通常對(duì)于電解質(zhì)溶液，如NaOH水溶液，由于其沸點(diǎn)升高較大，采用2～3效，對(duì)于非電解質(zhì)溶液，有機(jī)溶液等，其沸點(diǎn)升高較小，可取為4～6效。其真正適宜的效數(shù)，需通過最優(yōu)化的方法加

10、以確定。</p><p>　　討論以上條件，通過對(duì)比選擇，本設(shè)計(jì)應(yīng)采用三效蒸發(fā)。</p><p>　　1.5 多效蒸發(fā)流程的選擇</p><p>　　多效蒸發(fā)的操作流程根據(jù)加熱蒸汽與料液的流向不同，可分為并流，逆流，平流及錯(cuò)流四種。</p><p>　　并流法亦成為順流法，其料液和蒸汽呈并流。因各效間有較大壓差，料液能自動(dòng)從前效進(jìn)入后效，可省

11、去輸料泵；前效的溫度高于后效，料液從前效進(jìn)入后效時(shí)呈過熱狀態(tài)，可以產(chǎn)生自蒸發(fā)；結(jié)構(gòu)緊湊，操作簡(jiǎn)便，應(yīng)用廣泛。但由于后效較前效的溫度低，濃度大，因而逐效料液的粘度增加，傳熱系數(shù)下降。因而并流法操作只適用于粘度不大的料液蒸發(fā)。</p><p>　　逆流法即料液于蒸汽呈逆流操作。隨著料液濃度的提高，其溫度相應(yīng)提高，使料液粘度增加較小，各效的傳熱系數(shù)相差不大，故可生產(chǎn)較高濃度的濃縮液。因而逆流法操作適用于粘度較大的料液蒸

12、發(fā)，但由于逆流操作需設(shè)置效間料液輸送泵，動(dòng)力消耗較大，操作也較復(fù)雜。此外對(duì)濃縮液在高溫時(shí)易分解的料液，不宜采用此流程。</p><p>　　平流法即各效都加入料液，又都引出濃縮液。此法除可用于有結(jié)晶析出的料液外，還可用于同時(shí)濃縮兩種以上的不同水溶液。</p><p>　　錯(cuò)流法亦稱混流法，它是并，逆流的結(jié)合。其特點(diǎn)是兼有并，逆流的優(yōu)點(diǎn)而避免其缺點(diǎn)，但操作復(fù)雜，控制困難，應(yīng)用不多。</

13、p><p>　　通過對(duì)比討論，本次設(shè)計(jì)應(yīng)采用并流為最優(yōu)方式。</p><p>　　1.6 進(jìn)料狀況的選擇</p><p>　　實(shí)際生產(chǎn)中，為便于操作，進(jìn)料可選取沸點(diǎn)進(jìn)料。此次設(shè)計(jì)方案中確定進(jìn)料方式為沸點(diǎn)進(jìn)料。</p><p>　　1.7 最終方案的確定</p><p>　　最終的方案為：加熱蒸汽壓強(qiáng)定為500 kPa，冷凝

14、器壓強(qiáng)定為20 kPa，蒸發(fā)器確定為中央循環(huán)管式蒸發(fā)器，采用三效并流方式，進(jìn)料方式為沸點(diǎn)進(jìn)料。設(shè)計(jì)條件見《內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書》。</p><p>　　第二章 多效蒸發(fā)的工藝計(jì)算</p><p>　　多效蒸發(fā)工藝計(jì)算的依據(jù)是物料衡算，熱量衡算以及轉(zhuǎn)熱速率三個(gè)基本方程。在多效蒸發(fā)中，各效的操作壓力依次降低，相應(yīng)的，各效的加熱蒸汽溫度及溶液的沸點(diǎn)亦依次降低。以下以三效蒸發(fā)為例，采用試差

15、法進(jìn)行計(jì)算。</p><p>　　2.1 各效蒸發(fā)量和完成液組成的估算</p><p><b>　　本設(shè)計(jì)的條件：</b></p><p>　　設(shè)計(jì)一個(gè)連續(xù)操作的三效并流蒸發(fā)裝置，將溶液濃度為11%的NaOH水溶液濃縮至30%。已知原料液量為42kt/a；，沸點(diǎn)進(jìn)料。加熱介質(zhì)采用500 kPa(絕壓)的飽和水蒸氣，冷凝器操作壓力為20 kPa(

16、絕壓)。三效的傳熱系數(shù)分別為K1 =1500W/(m2·℃)，K2 =1000W/(m2·℃), K3 =600W/(m2·℃),原料液比熱容為3.7KJ/(Kg·℃),各效蒸發(fā)器中液面高度為2m。各效加熱蒸汽的冷凝液均在飽和溫度下排出。假設(shè)各效轉(zhuǎn)熱面積相等，并忽略熱損失。每年按300天計(jì)算，每天24小時(shí)連續(xù)運(yùn)行。</p><p><b>　　原料液進(jìn)料流量：&l

17、t;/b></p><p><b>　　總蒸發(fā)量：</b></p><p>　　并流加料蒸發(fā) </p><p>　　初估各校完成液的濃度：</p><p>　　2.2 二次蒸汽的溫度、溶液沸點(diǎn)和各效傳熱溫度差的確定</p><p>　　設(shè)各效間的壓強(qiáng)降相等： </p>&

18、lt;p>　　由各效的二次蒸汽壓強(qiáng)查相應(yīng)的二次蒸汽的溫度和汽化熱，見表2-1。</p><p>　　表2-1 二次蒸汽的溫度和汽化熱</p><p>　　其中二次蒸汽溫度即為下一效加熱蒸汽溫度，二次蒸汽汽化熱即為下一效加熱蒸汽的汽化熱。</p><p>　　2.2.1由于溶液蒸汽壓下降引起的溫度差損失</p><p>　　多效蒸發(fā)中各

19、效溫度差損失的計(jì)算可用：</p><p>　　為溶液沸點(diǎn)升高引起的溫度差損失。</p><p>　　為液層靜壓效應(yīng)引起的溫度差損失。</p><p>　　為蒸汽流動(dòng)中的阻力和熱損失而引起的溫度差損失。</p><p>　　對(duì)于NaOH水溶液采用杜林經(jīng)驗(yàn)式計(jì)算</p><p>　　對(duì)于第一效溶液沸點(diǎn)升高引起的溫差為：&l

20、t;/p><p>　　其他數(shù)據(jù)及計(jì)算結(jié)果見表2-2。</p><p>　　表2-2 數(shù)據(jù)及計(jì)算結(jié)果</p><p>　　2.2.2由于蒸發(fā)器中溶液靜壓強(qiáng)引起的溫度差損失</p><p>　　由于液層內(nèi)部的壓力大于液面上的壓力，使相應(yīng)的溶液內(nèi)部的沸點(diǎn)高于液面上的沸點(diǎn)，二者之差即為液注靜壓頭引起的沸點(diǎn)升高。</p><p>

21、　　根據(jù)流體靜力學(xué)方程，液層的平均壓力為： </p><p><b>　　式中；</b></p><p><b>　　℃</b></p><p><b>　　℃</b></p><p>　　各濃度下溶液密度見下表2-2-1 </p><p>　

22、　表2-2-1 NaOH各濃度對(duì)應(yīng)密度表</p><p>　　對(duì)應(yīng)的水的溫度及對(duì)應(yīng)的水的沸點(diǎn)見表2-3。</p><p>　　表2-3 對(duì)應(yīng)的水的溫度及對(duì)應(yīng)的水的沸點(diǎn)</p><p>　　2.2.3由管道流動(dòng)阻力產(chǎn)生的壓強(qiáng)降所引起的溫度差損失</p><p>　　二次蒸汽從蒸發(fā)室流入冷凝器的過程中，由于管道阻力，其壓力下降，故蒸發(fā)器內(nèi)的

23、壓力高度高于冷凝器內(nèi)的壓力，由此造成的沸點(diǎn)升高約為1-1.5 ℃。</p><p><b>　　通常取 ℃</b></p><p>　　2.2.4各效料液的溫度和各效總溫度差</p><p><b>　　℃</b></p><p><b>　　℃</b></p>

24、<p><b>　　℃</b></p><p>　　所以各效沸點(diǎn)為 ℃ ℃</p><p><b>　　℃ ℃</b></p><p>　　℃ ℃</p><p>　　2.3 加熱蒸汽消耗量和各效蒸發(fā)水量的計(jì)算</p><p>

25、　　根據(jù)物料衡算和熱量衡算得公式</p><p>　　式中：——第i效的加熱蒸汽量，kg/h；</p><p>　　——分別是第i效加熱蒸汽，二次蒸汽的汽化熱，kJ/kg且；</p><p>　　——為原料液的比熱，kJ/（kg ℃）；</p><p>　　——為水的比熱，kJ/（kg ℃）；</p><p>　　——

26、分別為第i效及第i-1效溶液的沸點(diǎn)，℃；</p><p>　　——為第i效的熱利用系數(shù)。</p><p><b>　　各效的熱利用系數(shù)：</b></p><p>　　根據(jù)水蒸汽表，查各壓強(qiáng)下的汽化熱見表2-4。</p><p>　　表2-4各效溶液沸點(diǎn)及其對(duì)應(yīng)汽化熱</p><p>　　其中，初始

27、壓力480 kPa時(shí)水蒸氣汽化熱為2119.3 kJ/kg。</p><p>　　第一效： ……（1）</p><p>　　第二效： (kJ/kg)</p><p><b>　　……（2）</b></p><p>　　第三效： (kJ/kg)</p><p><

28、;b>　　……（3）</b></p><p><b>　　……（4）</b></p><p>　　聯(lián)立式（1）（2）（3）（4）</p><p>　　解，得： </p><p>　　2.4各效蒸發(fā)器傳熱面積的計(jì)算</p><p><b>　　誤差為&l

29、t;/b></p><p>　　誤差較大，故因調(diào)整各效的有效溫度差，重復(fù)上述步驟。</p><p>　　2.5溫差的重新分配與試差計(jì)算</p><p>　　2.5.1重新分配各效的有效溫度差</p><p>　　平均傳熱面積： </p><p>　　重新分配的有效溫度差為： ℃</p>

30、;<p><b>　　℃</b></p><p><b>　　℃</b></p><p><b>　　2.5.2試差運(yùn)算</b></p><p><b>　　計(jì)算各效溶液的沸點(diǎn)</b></p><p>　　因冷凝器壓力和完成液組成未變，故第三

31、效溶液沸點(diǎn)和二次蒸汽壓保持不變，各種溫度差損失為定值，即℃ 而℃，由于根據(jù)℃，則KJ/Kg </p><p>　　第二效 ： ℃ </p><p>　　沸點(diǎn)： ℃</p><p><b>　　℃</b></p><p>　　第一效： ℃</p>

32、<p>　　沸點(diǎn)： ℃</p><p><b>　　℃</b></p><p>　　二次蒸汽的汽化熱和二次蒸汽的溫度----即下一效加熱蒸汽的溫度見表2-5。</p><p>　　表2-5二次蒸汽溫度及其汽化熱</p><p>　　各效蒸發(fā)量取上次計(jì)算值：</p><

33、p><b>　　各效的傳熱面積：</b></p><p><b>　　誤差為</b></p><p>　　計(jì)算結(jié)果合理，取平均傳熱面積 取</p><p>　　計(jì)算結(jié)果見表2-6。</p><p>　　表2-6各效操作壓力、完成液濃度、蒸汽流量數(shù)值</p><p>

34、;　　第三章 蒸發(fā)器的主要結(jié)構(gòu)工藝尺寸的設(shè)計(jì)</p><p>　　下面以中央循環(huán)管式蒸發(fā)器為例說明著呢高發(fā)期主要節(jié)后尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算方法。</p><p>　　中央循環(huán)管式蒸發(fā)器的主要結(jié)構(gòu)尺寸包括：加熱室和分離室的直徑和高度；加熱管與中央循環(huán)管的規(guī)格、長(zhǎng)度及在管板上的排列方式。這些尺寸的確定取決于工藝計(jì)算結(jié)果，主要是傳熱面積。</p><p>　　3.1加熱管的選擇和

35、管數(shù)的初步估計(jì)</p><p>　　3.1.1加熱管的選擇和管數(shù)的初步估計(jì)</p><p>　　蒸發(fā)器的加熱管通常選用Φ25×2.5 mm、Φ38×2.5 mm、Φ57×3.5 mm等幾種規(guī)格的無縫鋼管。一般為加熱管的長(zhǎng)度為2-6 m。由于對(duì)工廠等綜合因素的考慮，本設(shè)計(jì)選用管長(zhǎng)為L(zhǎng)=3 m， Φ38×2.5 mm 的無縫鋼管。</p>

36、<p>　　初步估計(jì)所需的管子數(shù)</p><p>　　式中：為蒸發(fā)器的傳熱面積，；</p><p><b>　　為加熱管的外徑，；</b></p><p><b>　　為加熱管的長(zhǎng)度，。</b></p><p>　　因加熱管固定在管板上，考慮管板厚度所占的傳熱面積，則計(jì)算管子數(shù) 時(shí)的管長(zhǎng)應(yīng)

37、取.</p><p>　　3.1.2循環(huán)管直徑的選擇</p><p>　　循環(huán)管的截面積是根據(jù)使循環(huán)阻力盡量減少的原則來考慮的。中央循環(huán)管式蒸發(fā)器的循環(huán)管截面積可取加熱管總截面積的40%-100%。加熱管的總截面積可按計(jì)算，循環(huán)管內(nèi)徑表示，則</p><p>　　對(duì)加熱面積較小的蒸發(fā)器，應(yīng)取較大的百分?jǐn)?shù)。本設(shè)計(jì)選取循環(huán)管，管長(zhǎng)與加熱管管長(zhǎng)相同為2.</p>

38、;<p>　　3.1.3加熱室直徑及加熱管數(shù)目的確定</p><p>　　加熱室的內(nèi)徑取決于加熱管和循環(huán)管的規(guī)格、數(shù)目及在管板上的排列方式。加熱管在管板上的排列方式又三角形、正方形、同心圓等，目前以三角形排列居多。管心距t為相鄰兩管中心線之間的距離，t一般為加熱管外徑的1.25～1.5倍。目前在換熱器設(shè)計(jì)中，管心距的數(shù)值已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，制藥管子規(guī)格確定，相應(yīng)的管心距則為確定值見表3-1。</p&g

39、t;<p><b>　　表3-1 管心距</b></p><p>　　加熱室內(nèi)徑和加熱管數(shù)采用做圖法來確定，具體做法是：先計(jì)算管束中心線上管束，管子按正三角形排列時(shí)：;管子按正方形排列時(shí)：,式中：n—總加熱管數(shù). 初估加熱管內(nèi)徑用。然后用容器公稱直徑，試選一內(nèi)徑作為加熱室內(nèi)徑，并以此內(nèi)徑和循環(huán)管外徑作同心圓，在同心圓的環(huán)隙中，按加熱管的排列方式和管心距作圖。作圖所得管數(shù)n必須

40、大于初估值，如不滿足，應(yīng)另選一設(shè)備內(nèi)徑，重新作圖，直至適合為止。殼體內(nèi)徑的標(biāo)準(zhǔn)尺寸列于表3-2中，以供參考。</p><p>　　表3-2 殼體標(biāo)準(zhǔn)</p><p>　　正方形形排列初步估算加熱室內(nèi)徑，即n取180</p><p><b>　　取 </b></p><p>　　本設(shè)計(jì)選取殼體內(nèi)徑。</p>

41、<p>　　3.1.4分離室直徑與高度的確定</p><p>　　分離室的直徑和高度取決于分離室的體積，而分離室的體積又與二次蒸汽流量及蒸發(fā)體積的強(qiáng)度有關(guān)。</p><p><b>　　分離室體積的計(jì)算：</b></p><p><b>　　式中：；</b></p><p><b

42、>　??；</b></p><p><b>　　。</b></p><p>　　表3-3二次蒸汽溫度以及密度值</p><p><b>　　則：</b></p><p><b>　　所以，。</b></p><p>　　取最大分離室體積計(jì)

43、算分離室高度與直徑，取H=2D</p><p>　　則 </p><p>　　對(duì)中央循環(huán)管，其分離室高度不小于,以保證足夠的霧沫分離高度。分離室直徑也不能太小，否則二次蒸汽流速過大將導(dǎo)致霧沫夾帶現(xiàn)象嚴(yán)重。所以取，分離室直徑</p><p>　　3.2接管尺寸的確定</p><p>　　3.2

44、.1溶液的進(jìn)出口管、二次蒸汽管以及冷凝水管</p><p>　　對(duì)并流三效蒸發(fā)，第一效溶液流量最大，若各效設(shè)備尺寸一致的話，根據(jù)第一效溶液流量確定接管。溶液的適宜流速按強(qiáng)制流動(dòng)（u=1-3 m/s）考慮，設(shè)計(jì)上進(jìn)出口直徑可取為一致。</p><p>　　根據(jù)進(jìn)料液的濃度X=0.11查表得對(duì)應(yīng)密度為1120 kg/,</p><p>　　適宜流速選u=2 m/s.&l

45、t;/p><p>　　(1)溶液進(jìn)出口管：</p><p><b>　　所以選用規(guī)格管</b></p><p>　　(2)加熱蒸汽接管：取u=40m/s,加熱蒸汽密度為2.6673 kg/ </p><p><b>　　所以，選用規(guī)格管</b></p><p><b>

46、　　二次蒸汽接管：</b></p><p><b>　　所以，選用規(guī)格管</b></p><p>　　冷凝水出口管：取u=0.1 m/s，水的密度為992 kg/ </p><p>　　所以，選用 mm規(guī)格管</p><p>　　第四章 蒸發(fā)器裝置的輔助設(shè)備的設(shè)計(jì)</p><p>　　

47、蒸發(fā)裝置的設(shè)備主要包括汽液分離器和蒸汽冷凝設(shè)備，還需要真空泵，疏水器等輔助設(shè)備。</p><p><b>　　4.1氣液分離器</b></p><p>　　蒸發(fā)操作時(shí)，二次蒸汽中夾帶大量液體，雖在分離室得到了初步分離，但是為了防止有用的產(chǎn)品損失或污染冷凝液體，還需設(shè)置器液分離設(shè)備，以使霧沫中的液體凝聚與二次蒸汽分離，故氣液分離器又稱除沫器。其類型較多，在分離室頂部設(shè)置

48、的有簡(jiǎn)易式，慣性式及網(wǎng)式除沫器等，在蒸發(fā)器外部設(shè)置的有折流式，旋流式及離心式除沫器等。</p><p>　　慣性式除沫器是利用帶有液滴的二次蒸汽在突然改變方向時(shí)，液滴因慣性作用而與蒸汽分離。它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。因此，本次試驗(yàn)采用慣性式除沫器。</p><p>　　慣性式除沫器主要尺寸的計(jì)算：</p><p><b>　　式中：</b></p&g

49、t;<p>　　所以，以上除沫器內(nèi)管選用,除沫器外罩管直徑選用的管。</p><p><b>　　4.2 蒸汽冷凝器</b></p><p>　　4.1.1冷凝器主要類型</p><p>　　冷凝器的主要作用是用冷凝水將二次蒸汽冷凝。冷凝器分為直接接觸式冷凝器和間壁式冷凝器；直接接觸式冷凝器包括多孔板式，水簾式，填充塔式及水噴射式

50、等。</p><p>　　各種型式蒸汽冷凝器的性能比較如下表：</p><p>　　表4-1 各種型式蒸汽冷凝器的性能比較</p><p>　　綜合考慮各種設(shè)備的性能，本設(shè)計(jì)選用水噴射式冷凝器。</p><p>　　4.2.2設(shè)計(jì)與選用</p><p>　　工作水量的計(jì)算：對(duì)以冷凝為主的水噴射式冷凝器，其冷卻水用量決定

51、于被冷凝蒸汽的熱焓，冷卻水的進(jìn)出口溫度，可按下式計(jì)算：</p><p><b>　　式中：</b></p><p><b>　　。</b></p><p>　　其中： ℃ ℃</p><p><b>　　℃</b></p><p>　　噴射器結(jié)構(gòu)尺

52、寸計(jì)算：</p><p><b>　　噴嘴數(shù)及噴嘴直徑：</b></p><p>　　通過一個(gè)噴嘴的水流速度為： </p><p>　　噴嘴直徑，在水質(zhì)清潔時(shí)可取后，</p><p>　　噴嘴個(gè)數(shù)的確定為： </p><p><b>　　文氏管喉部直徑：<

53、/b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　水噴射器其它各部尺寸為：</p><p>　　文氏管喉部長(zhǎng)度 </p><p>　　文氏管收縮口直徑 </p><p>　　文氏管收縮段長(zhǎng)度 </p><p>　

54、　文氏管收縮角度 </p><p>　　文氏管擴(kuò)散段直徑 </p><p>　　文氏管擴(kuò)散段長(zhǎng)度 </p><p>　　文氏管擴(kuò)散段角度 </p><p>　　進(jìn)水管直徑與進(jìn)蒸汽管直徑可按一般原則計(jì)算，但管內(nèi)水流速不宜太高，否則電</p><p>　　耗增大，取較好；蒸汽流速

55、隨真空度不同而變化，當(dāng)真空度在73-95時(shí)，其最大流速為不等。</p><p>　　第五章 設(shè)計(jì)結(jié)果匯總</p><p><b>　　5.1操作條件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)選用480 kPa的加熱蒸汽，冷凝器絕壓選用20 kPa.因考慮蒸發(fā)料液的粘度、設(shè)備的操作費(fèi)和處理量等主要因素，本設(shè)計(jì)選用中央循環(huán)管式蒸發(fā)器。因氫氧化鈉水溶液

56、隨蒸發(fā)的進(jìn)行沸點(diǎn)升高較大，影響傳熱，經(jīng)綜合考慮，本設(shè)計(jì)選三效蒸發(fā)?？紤]氫氧化鈉物性及操作條件，本設(shè)計(jì)選并流操作。</p><p>　　5.2工藝計(jì)算結(jié)果匯總表</p><p>　　表5-1 工藝計(jì)算結(jié)果匯總</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 鐘理，伍欽，馬四朋.化工原理.北京:

57、化學(xué)工業(yè)出版社. 2008</p><p>　　[2] 時(shí)鈞等. 化學(xué)工程手冊(cè). 第二版. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社. 1996.</p><p>　　[3] 高俊，高智等.化工原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書. 內(nèi)蒙古大學(xué)出版社.2010.12</p><p>　　[4] 柴誠(chéng)敬，張國(guó)亮.化工流體流動(dòng)與傳熱.北京：化學(xué)工業(yè)出版社. 2007</p><p