內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)化工原理課程設(shè)計(jì)說明書PAGE24第一章設(shè)計(jì)方案的確定1.1蒸發(fā)操作條件的確定1.11加熱蒸汽壓強(qiáng)的確定因加熱是必須考慮加熱溫度的上限和下線，被蒸發(fā)的溶液有一上限值，超過溫度上限值，會(huì)使得物料變質(zhì)，導(dǎo)致失去本有的物性，這是一個(gè)重要的指指標(biāo)，也是確定物料加熱蒸汽壓強(qiáng)的依據(jù)，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。再者從節(jié)能觀點(diǎn)出發(fā)，應(yīng)充分利用二次蒸汽作為其它加熱熱源，同時(shí)要求蒸發(fā)裝置能夠提供溫度較高的二次蒸汽，這樣既可以減少鍋爐產(chǎn)生蒸汽和蒸汽的消耗量，又可減速少末效進(jìn)入冷凝器的二次蒸汽量，提高了蒸汽利用率。因此，我們應(yīng)該盡可能采用溫度較高的蒸汽。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，這將增加加熱的設(shè)備費(fèi)和操作費(fèi)。一般的加熱蒸汽壓強(qiáng)在400～800范圍內(nèi)，本設(shè)計(jì)加熱蒸汽壓強(qiáng)選用700。1.1.2冷凝器壓強(qiáng)的確定如果第一效用較高壓強(qiáng)的加熱蒸汽，則末效可以采用常壓蒸發(fā)，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。因而各效操作溫度高時(shí)，溶液黏度低，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。通常冷凝器的最大真空度為80～90。此次設(shè)計(jì)冷凝器壓強(qiáng)真空度取為85kpa則采用20。1.2蒸發(fā)流程的確定在化工生產(chǎn)中，大多數(shù)蒸發(fā)器都是利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)。要適應(yīng)各種不同物料的蒸發(fā)濃縮，出現(xiàn)了各種不同結(jié)構(gòu)型式的蒸發(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)和更新。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，外加熱型，列文式，強(qiáng)制循環(huán)形等）和單程型（升膜式，降膜式，升－降膜式，刮板式等）兩大類型。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：1.盡量保證較大的傳熱系數(shù)，滿足生產(chǎn)工藝的要求；2.生產(chǎn)能力大，能完善分離液沫，盡量減慢傳熱面上垢層的生成；3.構(gòu)造簡(jiǎn)單，操作維修和清洗方便，造價(jià)低，使用壽命長(zhǎng)；4.能適應(yīng)所蒸發(fā)物料的一些工藝特性（如粘度，起泡性，熱敏性，結(jié)垢性，腐蝕性等）。具體的選擇要考慮實(shí)際情況而定的，在不同情況下要求不同，因而選擇的蒸發(fā)方式也不徑相同，即要看情況而定。此次設(shè)計(jì)采用中央循環(huán)管式蒸發(fā)器。中央循環(huán)管式蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)緊湊，制造方便，操作可靠，而卻研究充分應(yīng)用范圍廣，故在工業(yè)上應(yīng)用廣泛，有所謂“標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)器”之稱。但設(shè)備的清洗和檢修不夠方便。1.3蒸發(fā)器效數(shù)的確定為充分利用熱能，為提高熱能利用效率，生產(chǎn)中一般采用多效蒸發(fā)。因?yàn)樵诙嘈д舭l(fā)中，將前一效的二次蒸汽作為后一效的加熱蒸汽加以利用，可節(jié)省生成蒸汽的耗量。但并不是效數(shù)越多越好，效數(shù)的選擇受經(jīng)濟(jì)上和技術(shù)上的因素限制。一方面，隨著效數(shù)的增加，單位蒸汽的消耗量減小，操作費(fèi)用降低；另一方面，效數(shù)越多，設(shè)備投資費(fèi)越大，所以無限制增加效數(shù)已無實(shí)際意義，最適宜的效數(shù)應(yīng)使設(shè)備費(fèi)和操作費(fèi)二者之和為最小。技術(shù)上的限制是指效數(shù)過多，蒸發(fā)操作難于進(jìn)行。一般工業(yè)秤中加熱蒸汽壓強(qiáng)和冷凝器操作壓強(qiáng)都有一定限制，因此在一定操作條件下，蒸發(fā)器的理論總溫度差為一定值。在效數(shù)增加時(shí)，由于各效溫差損失之和的增加，使總有效溫差減小，分配到各效的有效溫差小到無法保證各效發(fā)生正常的沸騰狀態(tài)時(shí)，蒸發(fā)操將無法進(jìn)行下去。通常，工業(yè)多效蒸發(fā)操作的效數(shù)取決于被蒸發(fā)的溶液的性質(zhì)和溫度損失大小等等，每效蒸發(fā)器的有效溫度差最小為5～7℃?？紤]經(jīng)濟(jì)上和技術(shù)上的限制綜合考慮，本設(shè)計(jì)蒸發(fā)器效數(shù)采用3效。1.4蒸發(fā)流程的選擇多效蒸發(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、平流三種。并流是工業(yè)中最常用的加料模式，溶液與蒸汽的流動(dòng)方向相同，均由第一效順序的流至末效。并流的優(yōu)點(diǎn)：（1）溶液從壓力和溫度較高的蒸發(fā)器流向壓力和溫度較低的蒸發(fā)器，料液能自動(dòng)從前效進(jìn)入后效，而不需要泵輸送；（2）前效的溫度高于后效，料液從前效進(jìn)入后效時(shí)呈過渡熱狀態(tài)，可以產(chǎn)生自蒸發(fā)；（3）操作簡(jiǎn)便，工藝條件穩(wěn)定。缺點(diǎn)：隨著溶液溶液從前一效逐效流向后面各效，其組成增高，其組成增加，而溫度反而降低，致使溶液的黏度增加，蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)下降，因此，對(duì)于隨組成增加粘度變化很大的料液不宜采用并流。逆流法溶液溶液的流向與蒸汽的流向相反，即加熱蒸汽從第一效加入，料液從最后一效加入。逆流法的優(yōu)點(diǎn)是：隨溶液的組成沿著流動(dòng)方向的增高，其溫度也隨之升高。因此因組成增高使黏度增大的影響大致與因溫度升高使黏度降低的影響相抵，故各效溶液的黏度較為接近，各效的傳熱系數(shù)也大致相同。平流法是指原料液平行加入到各效，完成液亦分別各效排除，即各效都加入料液。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。本設(shè)計(jì)蒸發(fā)流程采用并流模式。1.5進(jìn)料溫度的確定進(jìn)蒸發(fā)器料液溫度的高低直接影響蒸發(fā)器中的傳熱情況和蒸發(fā)器傳熱面積的大小，生產(chǎn)上通常為了節(jié)約蒸汽用量和提高傳熱效果以及操作簡(jiǎn)單，在進(jìn)蒸發(fā)器之前利用可回收的低溫?zé)嵩磳⒘弦侯A(yù)熱到接近或者達(dá)到沸點(diǎn)狀態(tài)，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。因此，本設(shè)計(jì)采用沸點(diǎn)進(jìn)料。第二章三效蒸發(fā)工藝設(shè)計(jì)計(jì)算多效蒸發(fā)工藝計(jì)算的主要項(xiàng)目有：加熱蒸汽消耗量，各效水分（或溶劑）蒸發(fā)量及各效的傳熱面積。算的已知參數(shù)為：流液的流量，溫度和濃度，最終完成液的濃度，加熱蒸汽壓強(qiáng)和冷凝器中的壓強(qiáng)等。計(jì)算常采用試差法，其計(jì)算步驟如下：（1）根據(jù)工藝要求及溶液的性質(zhì)，確定蒸發(fā)的操作條件，蒸發(fā)器的形式，流程和效數(shù)；（2）根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)算據(jù)，初步估計(jì)各效蒸發(fā)量和各效完成液的濃度；（3）根據(jù)經(jīng)驗(yàn)假設(shè)蒸汽通過各效的壓強(qiáng)降相等，估算各效溶液沸點(diǎn)和有效總溫差；（4）根據(jù)蒸發(fā)器的焓衡算，求各效的蒸發(fā)量和傳熱量；（5）根據(jù)傳熱速率方程計(jì)算各效的傳熱面積。若法語(yǔ)得的各效傳熱面積不相等則應(yīng)按下面介紹的方法重新分配有效溫度差，重復(fù)（3）～（5），直到所求得的各效傳熱面積最小的和最大的相對(duì)誤差小于4%為止2.1各效蒸發(fā)量和完成液組成的估算2.1.1本設(shè)計(jì)的初步估算操作條件是：（1）水溶液處理量75kt/a，原料液的濃度為10%。完成液濃度為30%；用三效并流蒸發(fā)裝置，每小時(shí)將6250kg濃度為10%的濃縮為30%，原料液溫度為第=1\*ROMANI效的沸點(diǎn)。（2）加熱蒸汽壓強(qiáng)為700，溫度T0=164.7℃汽化潛熱=2071.5kJ/kg冷凝器的壓強(qiáng)為20（3）各效蒸發(fā)器的總傳熱系數(shù)：=1800W/（·℃）；=1200W/（·℃）；=800W/（·℃）。(4）比熱容=3.7656=4.187（5）取L為2.6m估算各效蒸發(fā)量和完成液濃度F原料液流量，x0為原料液初始濃度，x3為完成液濃度，W為總蒸發(fā)量。F=75×103×103÷8000＝9375W=F×（1－x0/x3）=9375×（1－0.10/0.30）=6250kg/h假設(shè)各效蒸發(fā)量根據(jù)經(jīng)驗(yàn)方法，各效蒸發(fā)量之比可假定，即：：=1：1：1W1+W2+W3=W===6250/3=2083.33kg/h因而初估各效完成液的濃度為：xi＝Fx0/(F－W1－W2－…－W3)第=1\*ROMANI效完成液的濃度：x1＝Fx0/(F－W1)=6250×0.10÷(6250－2083.33)=0.1286第=2\*ROMANII效完成液的濃度：x2＝Fx0/(F－W1－W2)＝6250×0.10÷(6250－2083.33－2083.33)＝0.1780第=3\*ROMANIII效完成液的濃度：x3＝.2估算各效溶液的沸點(diǎn)和有效總溫度差為求各效溶液沸點(diǎn),需假定壓強(qiáng)。一般加熱蒸汽壓強(qiáng)和冷凝器操作壓強(qiáng)是已知的，其他各效二次蒸汽的壓強(qiáng)可按各效間蒸汽壓強(qiáng)降相等的假設(shè)來確定，即各效加熱蒸汽壓強(qiáng)與二次蒸汽壓強(qiáng)之差為：△P=(P－P/n)/n△P=(700-20)/3=226.67；＝－＝700－226.67＝473.33；＝＝700－2×226.67＝246.66；＝＝700－3×226.67＝19.99。將各效二次蒸汽的壓力、附錄中查到相應(yīng)的二次蒸汽的溫度和二次蒸汽的汽化潛熱列于表2-1中。表2-1各效二次蒸汽的壓力、二次蒸汽的溫度和二次蒸汽的汽化潛熱效次ⅠⅡⅢ二次蒸汽的壓力，473.33246.6619.99二次蒸汽的溫度,℃149.6126.560.1二次蒸汽汽化潛熱kJ/kg2119.72186.72853.92.2溫度差損失2.2.1因溶液蒸汽壓而引起的溫度差損失當(dāng)x1=12.86%，查出溶液沸點(diǎn)為104.2℃,同理，可以得到其他濃度和T'下沸點(diǎn)溫度，如表2-2所示。表2-2沸點(diǎn)溫度效次ⅠⅡⅢNaOH的濃度百分?jǐn)?shù)12.86%17.80%30%溶液的沸點(diǎn)溫度tA/℃104.2106.8117.5又f=0.0162×（+273)/i所以f1=0.0162×（149.6+273）/2119.7=1.3647f2=0.0162×（126.5+273）/2186.7=1.1826f3=0.0162×（60.1+273）/2853.9=0.629=-100=104.2-100=4.2℃=-100=106.8-100=6.8℃=-100=117.5-100=17.5℃所以=f1=1.3647×4.17=5.7℃=f2=1.1826×6.8=8.1℃=f3=0.629×17.5=11.0℃2.2.2由于液體靜壓強(qiáng)而引起的溫度損失根據(jù)各效的濃度查出其溶液的平均密度：1=1140.333kg/m3;2=1195kg/m3;3=1325.74kg/m3第一效液體靜壓強(qiáng)引起的溫度差損失:查出與487.873kPa對(duì)應(yīng)的tpm1為150.7℃。同理：第二效；查出與261.899kPa下對(duì)應(yīng)的tpm2=128.7℃第三效查出與36.897kPa下對(duì)應(yīng)的tpm3=72.4℃2.2.3由于流動(dòng)阻力而引起的溫度損失取效間及末效與冷凝器間因流動(dòng)阻力而引起的溫度損失去為1℃，故：℃各效的溫度損失為：△1=++=5.7+1.2+1=7.9℃△2=++=8.1+2.2+1=11.3℃△3=++=11.0+12.3+1=24.3℃2.2.4溶液的沸點(diǎn)及有效溫度差各效的沸點(diǎn)：各效的有效溫度損失：℃；2.2.5用焓衡算求各效蒸發(fā)量及第一效加入蒸汽消耗量因NaOH水溶液有顯著的濃縮熱效應(yīng)，故其中的熱損失系數(shù)的計(jì)算為：根據(jù)公式：則求得：D1=2369.9798kg/h各效傳熱量，所以2.2.6蒸發(fā)器的傳熱面積由m2m2m2相對(duì)誤差因此，必須重新分配傳熱表面積。2.3重算各效傳熱面積2.3.1重新分配各效溫度差先算出等傳熱表面積S，其中暫時(shí)取前面算出的61.3即m2重新分配有效溫度差，即2.3.2各效溶液濃度估算計(jì)算中有兩套各效蒸發(fā)量值，一時(shí)初估值，另一是又焓衡算得到的。由于初估值算出的傳熱表面積不相同，說明初估值不正確，應(yīng)重估Wi,此處以焓恒算結(jié)果作為重算的依據(jù)取W1=2224kg/h,W2=2224kg/h,W3=1802kg/h。由此重算各效排除的濃度。2.3.3溫度差損失根據(jù)《化工原理》書后面的表可以查得NaOH水溶液在不同濃度下的沸點(diǎn)tA,當(dāng)x1=13.11%，tA1=104.3x2=19.03%,tA2=107.5x3=30%,tA3=117.5則再由公式可得因?yàn)榕ct3都沒有發(fā)生變化，所以可得這樣可以查的所以從而查得對(duì)應(yīng)下的水的沸點(diǎn)則又因?yàn)椴楸砜傻每刹榈盟源藭r(shí)有表2-4重新分配計(jì)算匯總效次ⅠⅡⅢ加熱蒸汽壓強(qiáng)二次蒸汽的壓力/700419.7163.6蒸汽的溫度/℃164.7145.1113.6蒸汽汽化潛熱kJ/kg2071.52131.9882222.413二次蒸汽二次蒸汽的壓力/419.7163.620二次蒸汽的溫度/℃145.1113.660.1二次蒸汽汽化潛熱/kg2131.9882222.4132853.9溫度差損失/℃5.98.811.0/℃1.32.712.3/℃111沸點(diǎn)t/℃153.2126.284.4有效溫差13.118.929.22.3.4各效蒸發(fā)量及第一效蒸汽消耗量求得：D1=2402.98kg/h各效傳熱量得2.3.5蒸發(fā)器的傳熱表面積m2m2m2相對(duì)誤差相對(duì)誤差不大，在誤差允許范圍內(nèi)；取S=65.7m2第三章蒸發(fā)器主要結(jié)構(gòu)工藝尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算中央循環(huán)管式蒸發(fā)器式蒸發(fā)器主體為加熱室和分離室，加熱室由直立的加熱管束組成，管束中間為一根直徑較大的中央循環(huán)管；分離室是汽液分離的空間，其主要結(jié)構(gòu)尺寸包括：加熱室和分離室的直徑和高度，加熱管和循環(huán)管的規(guī)格，長(zhǎng)度及數(shù)量及在管板上的排列方式等。這些尺寸取決于工藝計(jì)算結(jié)果，主要是傳熱面積。3.1加熱管的選擇和管束的初步估計(jì)3.1.1加熱管的選擇和管數(shù)的初步估計(jì)加熱管通常選用φ25×2.5mm，φ38×2.5mm，φ57×3.5mm等幾種規(guī)格的無縫鋼管，長(zhǎng)度一般為2-6m。管子長(zhǎng)度的選擇應(yīng)根據(jù)溶液結(jié)垢的難易程度，溶液的起泡性、管子的利用率和廠房的高度等因素來考慮。易結(jié)垢和起泡沫溶液的蒸發(fā)宜采用短管。本設(shè)計(jì)加熱管選用φ38×2.5mm，長(zhǎng)為3.0m的無縫不銹鋼管。當(dāng)加熱管的規(guī)格與長(zhǎng)度確定后，可由下式初估所需管數(shù)n′：式中：S為蒸發(fā)器的傳熱面積，m2，由前面的工藝計(jì)算知S=65.7；d0為加熱管的外徑，m；L為加熱管長(zhǎng)度，m。因加熱管固定在管板上，考慮到管板厚度所占據(jù)的傳熱面積，計(jì)算n′時(shí)管長(zhǎng)用（L-0.1）m。為完成傳熱任務(wù)所需的最小實(shí)際管數(shù)n只有在管板上排列加熱管后才確定。n′==189.9190（根）3.1.2循環(huán)管的選擇循環(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。其截面積的40%~100%，若以D1表示循環(huán)管內(nèi)徑，則:=（0.4～1）；因而根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值，取循環(huán)管的截面積為加熱管總截面積的100%對(duì)面積較小的蒸發(fā)器，應(yīng)取較大的百分?jǐn)?shù)。按上式計(jì)算出D1后，應(yīng)從管規(guī)格表中選取管徑相近的標(biāo)準(zhǔn)管，只要n與n′相差不大，循環(huán)管的規(guī)格可一次確定。循環(huán)管的管長(zhǎng)與加熱管相等，循環(huán)管的表面積不計(jì)入傳熱面積。循環(huán)管選取Φ560×9mm的無縫不銹鋼管。3.1.3加熱室直徑及加熱管數(shù)目的確定加熱室的內(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有正三角形，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，只要管子規(guī)格確定，相應(yīng)的管心距則為確定值。管心距值見表3-1。表3-1三角形排列時(shí)加熱管直徑與管心距的關(guān)系加熱管外徑d0/mm19253857管心距t/mm25324870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),=1.1；式中n為總加熱管數(shù)。本設(shè)計(jì)采用正三角形排列加熱管，即=1.1=1.1×=(1~1.5)取t=48mm加熱室內(nèi)徑：=t(-1)+2=48×(1.1－1)+2×1.4×38=786.198mm根據(jù)初估加熱室內(nèi)徑值和容器公稱直徑系列，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必須大于初估值n′，如不滿足，應(yīng)另選一設(shè)備內(nèi)徑，重新作圖，直至合適為止。經(jīng)作圖得加熱室的直徑為Φ900×10mm合理，殼體內(nèi)徑的標(biāo)準(zhǔn)尺寸列于表3-2。表3-2殼體的尺寸標(biāo)準(zhǔn)殼體內(nèi)徑mm400-700800-10001100-15001600-2000最小壁厚mm81012143.1.4分離室直徑與高度的確定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的體積流量及蒸發(fā)體積的強(qiáng)度有關(guān)。分離室體積V的計(jì)算公式為：m3式中：W－某效蒸發(fā)的二次蒸汽量，kg/h；ρ－某二次蒸發(fā)的二次蒸汽密度，kg/m3；U－蒸發(fā)體積強(qiáng)度，m3/(m3·s)，一般允許值為1.5~2.5m3/(m3.s)。根據(jù)由蒸發(fā)工藝計(jì)算得到的各效二次蒸汽量，再選取適當(dāng)?shù)腢值，即可得V。但各效二次蒸汽量，密度不同，按上式計(jì)算得到V值也不同，通常末效最大。為方便計(jì)，各效分離室可取一致，分離室估積宜取其中較大者。顯然，末效二次蒸汽的溫度最低，密度最小，故所對(duì)應(yīng)的分離室體積最大，最終分離室體積應(yīng)取末效分離室體積。在本設(shè)計(jì)中U值取2查表得==分離室體積取其中較大者,V==1.93m3分離室體積確定后，其高度H與直徑D符合下列關(guān)系：V=確定高度與直徑時(shí)應(yīng)考慮以下原則：1.分離室的高度與直徑之比H:D=1～2。對(duì)中央循環(huán)管式蒸發(fā)器，其分離室高一不小于1.8m，保證足夠的霧沫分離高度。分離室的直徑也不能太小，否則二次蒸汽流速過大將導(dǎo)致霧沫夾帶現(xiàn)象嚴(yán)重；2.在條件允許時(shí)，分離室直徑應(yīng)盡量與加熱室相同，這樣可使加熱室結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便；3.高度和直徑都適于施工現(xiàn)場(chǎng)的安放。取,則，得D=1.07m;H=2D=2.14mH=2.14m〉1.8m，D=1.07m也大于加熱室直徑D1=0.786m，可取。所以：D=1.07m,H=2.14m.3.2接管尺寸的確定3.2.1溶液的進(jìn)出口管對(duì)于并流加料的三效蒸發(fā),第一效溶液的流量最大,若各效設(shè)備采用統(tǒng)一尺寸,應(yīng)根據(jù)第一效溶液流量來確定接管。管徑的計(jì)算公式為：d=；式中：為第一效溶液的體積流量；u為溶液的流速（u=1～3m/s）考慮。設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)出口直徑可取為一致。本設(shè)計(jì)取u=2.0m/s，根據(jù)進(jìn)料液的濃度查表得對(duì)應(yīng)密度=1140.33kg/m3則則d==36.86mm，查表得出蒸發(fā)器溶液進(jìn)出口管選取Φ42×2.5mm的不銹鋼無縫鋼管。核算=1.98，在1~3之間，故選管合理，可用。3.2.2加熱蒸汽與二次蒸汽接管若各效結(jié)構(gòu)尺寸一致，則二次蒸汽體積流量應(yīng)取各效中最大者或者平均值，因末效二次蒸汽的溫度最低，密度最小，故所對(duì)應(yīng)的二次蒸汽管徑最大，最終二次蒸汽管徑應(yīng)取末效二次蒸汽管徑。飽和蒸汽適宜流速可取u=30~50m/s。本設(shè)計(jì)取。選用最大的V3=VS加熱蒸汽進(jìn)口直徑：d====391.2mm：故加熱蒸汽進(jìn)出口管取Φ426×9mm的不銹鋼無縫鋼管。對(duì)假設(shè)流速核算：<50m/s在范圍內(nèi)可取。二次蒸汽接管：選用最大的,則查表選用Φmm。核算核算出來u在30--50m/s3.2.3冷凝水出口管冷凝水的排出屬于自然流動(dòng)，u=0.8~1.8m/s,接管直徑由各效加熱蒸汽消耗量較大者確定。由表3-3可知，第一效的冷凝水密度最小，第一效的加熱蒸汽消耗量最大，故以第一效的冷凝水的管徑計(jì)算，取u=1.5m/s。表3-3各效加熱蒸汽對(duì)應(yīng)的冷凝水密度效數(shù)ⅠⅡⅢ加熱蒸汽冷凝水溫度，℃151.9126.284.4冷凝水密度，kg/m3915.147937.954968.927選用最大的則:d==30.47mm冷凝水出口管取Φ38×2.5mm的不銹鋼無縫鋼管d=33mm。核算，在u=0.8--1.8m/s取值范圍之內(nèi)，選取合理。設(shè)計(jì)結(jié)果匯總1蒸發(fā)器整體設(shè)計(jì)參數(shù)本設(shè)計(jì)選用加熱蒸汽壓強(qiáng)為700，選用冷凝器操作壓強(qiáng)為20，使用沸點(diǎn)進(jìn)料，蒸發(fā)器的形式使用中央循環(huán)管式，并采用三效蒸發(fā)。2計(jì)算結(jié)果總結(jié)表表4-1熱量核算結(jié)果效次ⅠⅡⅢ冷凝器加熱蒸汽溫度，℃145.1113.760.1--操作壓力，419.65178.852020溶液溫度，℃153.2126.284.4－完成液濃度13.11%19.03%30%－蒸發(fā)量，kg/h2178.94982260.26181810.788－蒸汽消耗量，kg/h2402.9796－－－傳熱面積，m260.1459.3759.67－表4-2蒸發(fā)器主要結(jié)構(gòu)工藝尺寸蒸發(fā)器的尺寸加熱管Φ5738×2.5mm加熱管長(zhǎng)度3m加熱管個(gè)數(shù)190根循環(huán)管Φ560×9mm加熱室直徑Φ900×10mm接管尺寸溶液進(jìn)出口管Φ42×2.5mm加熱蒸汽進(jìn)口管Φ426×9mm二次蒸汽出口管Φ377×9mm冷凝水出口管Φ38×2.5mm分離室分離室直徑1.07m分離室高度2.14m對(duì)本設(shè)計(jì)的評(píng)述此次的化工原理課程設(shè)計(jì)是我在大學(xué)的第一次課程設(shè)計(jì)，在解老師及周圍同學(xué)幫助下，我努力的完成了此次三效蒸發(fā)過程的設(shè)計(jì)。這次的課程設(shè)計(jì)中我出現(xiàn)了最大的一個(gè)問題，那就是在計(jì)算的方面，算錯(cuò)了好幾次，弄到最后自己都快要沒有信心了，不過在自己最后的細(xì)心下，最終算出了符合題意的結(jié)果。我通過這次的計(jì)算得到了一個(gè)認(rèn)識(shí)，在不管做任何事情的時(shí)候，都應(yīng)該細(xì)心并有堅(jiān)持不懈的精神，才能完成一件事情。在此次課程設(shè)計(jì)中，對(duì)化工操作中，蒸發(fā)單元操作設(shè)計(jì)有一個(gè)系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，具體設(shè)計(jì)流程和計(jì)算有一個(gè)深入的了解，并且對(duì)于蒸發(fā)器的設(shè)計(jì)，也有一個(gè)認(rèn)知。同時(shí)，要自己通過計(jì)算，選擇合適大小的輔助設(shè)備，對(duì)于輔助設(shè)備的形狀，大小和尺寸的確定等等，主要取決于主體設(shè)備，輔助設(shè)備隨主體設(shè)備而變化，而主體設(shè)備由于生產(chǎn)要求決定的，綜合、要確定設(shè)備就必須明確生產(chǎn)的負(fù)荷，只有確定生產(chǎn)負(fù)荷才能明確生產(chǎn)所需的設(shè)備大小。在設(shè)計(jì)過程中，開始對(duì)設(shè)備的計(jì)算中，管路的的設(shè)計(jì)中對(duì)管子大小的設(shè)計(jì)不是很合理，又是選自較多，有時(shí)選擇較粗等等，但在解老師的講解和指導(dǎo)中漸漸的對(duì)設(shè)備的設(shè)計(jì)和選擇，有所了解，后來出現(xiàn)的計(jì)算上的錯(cuò)誤和選擇設(shè)備的尺寸等等方面的錯(cuò)誤減。此次設(shè)計(jì)雖然順利的完成了，但設(shè)計(jì)中仍然存在很多不足之處，如壓強(qiáng)的選取、管路的設(shè)計(jì)以及各種物性的查閱都存在不足，還有在計(jì)算中對(duì)所查的數(shù)據(jù)，誤差相對(duì)較大，導(dǎo)致設(shè)計(jì)結(jié)果存在很大誤差。這是此次設(shè)計(jì)的不足之處，在以后的設(shè)計(jì)中會(huì)更加認(rèn)真彌補(bǔ)不足?？傊舜卧O(shè)計(jì)使我們對(duì)所學(xué)化工原理方面的知識(shí)有了更加深刻的認(rèn)識(shí)，而且培養(yǎng)了我們?cè)诮窈蟮膶W(xué)習(xí)，工作中的認(rèn)真，嚴(yán)謹(jǐn)，求實(shí)的態(tài)度。再次感謝解老師以及同學(xué)們的幫助！參考文獻(xiàn)[1]姚玉英，黃鳳廉,陳常貴等.化工原理[M]（上冊(cè)）天津:科學(xué)技術(shù)出版社出版2009:[2]柴誠(chéng)敬,張國(guó)亮.化工流體流動(dòng)與傳熱[M](第二版)北京：化工工業(yè)出版2009:[3]高俊等化工原理課程設(shè)計(jì)[M].呼和浩特：內(nèi)蒙古大學(xué)出版社.2010:[4]李功樣,陳蘭英,余林.化工單元操作過程與設(shè)備[M]華南理工大學(xué)出版2010:[5]賈紹義，柴誠(chéng)敬.化工原理課程設(shè)計(jì)[M].天津：天津大學(xué)出版社.2002：基于C8051F單片機(jī)直流電動(dòng)機(jī)反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的嵌入式Web服務(wù)器的研究MOTOROLA單片機(jī)MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對(duì)良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機(jī)的通用控制模塊的研究基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調(diào)節(jié)器單片機(jī)控制的二級(jí)倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強(qiáng)型51系列單片機(jī)的TCP/IP協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的蓄電池自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機(jī)系統(tǒng)的圖像采集與處理技術(shù)的研究基于單片機(jī)的作物營(yíng)養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機(jī)的交流伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機(jī)的泵管內(nèi)壁硬度測(cè)試儀的研制基于單片機(jī)的自動(dòng)找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機(jī)的液壓動(dòng)力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機(jī)實(shí)現(xiàn)一種基于單片機(jī)的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機(jī)的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機(jī)的噴油泵試驗(yàn)臺(tái)控制器的研制基于單片機(jī)的軟起動(dòng)器的研究和設(shè)計(jì)基于單片機(jī)控制的高速快走絲電火花線切割機(jī)床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機(jī)的機(jī)電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機(jī)的智能手機(jī)充電器基于單片機(jī)的實(shí)時(shí)內(nèi)核設(shè)計(jì)及其應(yīng)用研究基于單片機(jī)的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的煙氣二氧化硫濃度檢測(cè)儀的研制基于微型光譜儀的單片機(jī)系統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng)軟件構(gòu)件開發(fā)的技術(shù)研究基于單片機(jī)的液體點(diǎn)滴速度自動(dòng)檢測(cè)儀的研制基于單片機(jī)系統(tǒng)的多功能溫度測(cè)量?jī)x的研制基于PIC單片機(jī)的電能采集終端的設(shè)計(jì)和應(yīng)用基于單片機(jī)的光纖光柵解調(diào)儀的研制氣壓式線性摩擦焊機(jī)單片機(jī)控制系統(tǒng)的研制基于單片機(jī)的數(shù)字磁通門傳感器基于單片機(jī)的旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的研究基于單片機(jī)的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究單片機(jī)控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機(jī)的多生理信號(hào)檢測(cè)儀基于單片機(jī)的電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)Pico專用單片機(jī)核的可測(cè)性設(shè)計(jì)研究基于MCS-51單片機(jī)的熱量計(jì)基于雙單片機(jī)的智能遙測(cè)微型氣象站MCS-51單片機(jī)構(gòu)建機(jī)器人的實(shí)踐研究基于單片機(jī)的輪軌力檢測(cè)基于單片機(jī)的GPS定位儀的研究與實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機(jī)系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機(jī)的時(shí)控和計(jì)數(shù)系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機(jī)和CPLD的粗光柵位移測(cè)量系統(tǒng)研究單片機(jī)控制的后備式方波UPS提升高職學(xué)生單片機(jī)應(yīng)用能力的探究基于單片機(jī)控制的自動(dòng)低頻減載裝置研究基于單片機(jī)控制的水下焊接電源的研究基于單片機(jī)的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機(jī)的氚表面污染測(cè)量?jī)x的研制基于單片機(jī)的紅外測(cè)油儀的研究96系列單片機(jī)仿真器研究與設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的單晶金剛石刀具刃磨設(shè)備的數(shù)控改造基于單片機(jī)的溫度智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)基于MSP430單片機(jī)的電梯門機(jī)控制器的研制基于單片機(jī)的氣體測(cè)漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機(jī)的CAN/USB協(xié)議轉(zhuǎn)換器基于單片機(jī)和DSP的變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)技術(shù)研究基于單片機(jī)的膛壁溫度報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于AVR單片機(jī)的低壓無功補(bǔ)償控制器的設(shè)計(jì)基于單片機(jī)船舶電力推進(jìn)電機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基于單片機(jī)網(wǎng)絡(luò)的振動(dòng)信號(hào)的采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的應(yīng)用研究基于單片機(jī)的疊圖機(jī)研究與教學(xué)方法實(shí)踐基于單片機(jī)嵌入式Web服務(wù)器技術(shù)的研究及實(shí)現(xiàn)基于AT89S52單片機(jī)的通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的多道脈沖幅度分析儀研究機(jī)器人旋轉(zhuǎn)電弧傳感角焊縫跟蹤單片機(jī)控制系統(tǒng)基于單片機(jī)的控制系統(tǒng)在PLC虛擬教學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用研究基于單片機(jī)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信研究與應(yīng)用基于PIC16F877單片機(jī)的莫爾斯碼自動(dòng)譯碼系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的模糊控制器在工業(yè)電阻爐上的應(yīng)用研究基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究與開發(fā)基于Cygnal單片機(jī)的μC/OS-Ⅱ的研究基于單片機(jī)的一體化智能差示掃描量熱儀系統(tǒng)研究基于TCP/IP協(xié)議的單片機(jī)與Internet互聯(lián)的研究與實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速液壓電梯單片機(jī)控制器的研究基于單片機(jī)γ-免疫計(jì)數(shù)器自動(dòng)換樣功能的研究與實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的倒立擺控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)單片機(jī)嵌入式以太網(wǎng)防盜報(bào)警系統(tǒng)基于51單片機(jī)的嵌入式Internet系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)單片機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在擠壓機(jī)上的應(yīng)用MSP430單片機(jī)在智能水表系統(tǒng)上的研究與應(yīng)用基于單片機(jī)