課程設(shè)計(jì)--naoh水溶液蒸發(fā)裝置的設(shè)計(jì)

1、<p>　　化 工 原 理 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書</p><p>　　設(shè)計(jì)題目：NaOH水溶液蒸發(fā)裝置的設(shè)計(jì)</p><p>　　設(shè)計(jì)日期：2012年 6 月 10 日</p><p><b>　　審核：</b></p><p><b>　　目 錄</b></p>

2、<p>　　一、化工原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書</p><p><b>　　3</b></p><p>　　二、蒸發(fā)器的形式、流程、效數(shù)論證</p><p><b>　　4</b></p><p>　　三、蒸發(fā)器工藝設(shè)計(jì)計(jì)算5</p><p>　　四、蒸發(fā)器工藝尺寸計(jì)算

3、13</p><p>　　五、蒸發(fā)裝置的輔助設(shè)備19</p><p>　　六、課程設(shè)計(jì)心得21</p><p>　　一、化工原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書</p><p><b>　　設(shè)計(jì)題目</b></p><p>　　NaOH水溶液蒸發(fā)裝置的設(shè)計(jì)</p><p>　　二、設(shè)計(jì)任

4、務(wù)及操作條件</p><p><b>　　1、設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　　處理量： 24000 （kg/h）（6000，7200，24000）</p><p>　　料液濃度： 10.6 （wt%）（4.7％，10.6%，）質(zhì)量分率</p><p>　　產(chǎn)品濃度： 23.7 （

5、wt%）（23.7%，30%）質(zhì)量分率</p><p>　　加熱蒸汽溫度 158.1 （℃）（151，158.1）</p><p>　　末效冷凝器的溫度 59.6 （℃）（49，59.6）</p><p><b>　　2、操作條件</b></p><p>　　加料方式： 三效

6、并流加料 </p><p>　　原料液溫度： 第一效沸點(diǎn)溫度 </p><p>　　各效蒸發(fā)器中溶液的平均密度：ρ1=1014kg/m3，ρ2=1060kg/m3，ρ3=1239kg/m3 </p><p>　　加熱蒸汽壓強(qiáng)： 500kPa（絕壓） ，冷凝器壓強(qiáng)為 20 kPa（絕壓） </p><p>

7、;　　各效蒸發(fā)器的總傳熱系數(shù)：K1=1500W/（m2·K），K2=1000W/（m2·K），K3=600W/（m2·K） </p><p>　　各效蒸發(fā)器中液面的高度： 1.5m </p><p>　　各效加熱蒸汽的冷凝液均在飽和溫度下排出。假設(shè)各效傳熱面積相等，并忽略熱損失。</p><p>　　3、設(shè)

8、備型式 中央循環(huán)管式蒸發(fā)器 </p><p>　　4、廠 址 四 川 綿 陽(yáng) </p><p>　　5、工作日：每年300天，每天24小時(shí)連續(xù)運(yùn)行。</p><p><b>　　三、設(shè)計(jì)內(nèi)容：</b></p><p>　　1、設(shè)計(jì)方案的簡(jiǎn)介：對(duì)確定的工藝流程及蒸發(fā)器型式進(jìn)行

9、簡(jiǎn)要論述。</p><p>　　2、蒸發(fā)器的工藝計(jì)算：確定蒸發(fā)器的傳熱面積。</p><p>　　3、蒸發(fā)器的主要結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)</p><p>　　4、主要輔助設(shè)備選型，包括氣液分離及蒸氣冷凝器等</p><p>　　5、繪制工藝流程圖及蒸發(fā)器設(shè)計(jì)條件圖</p><p><b>　　7、設(shè)計(jì)結(jié)果匯總</

10、b></p><p>　　8、對(duì)設(shè)計(jì)過程的評(píng)述和有關(guān)問題的討論</p><p>　　9、編寫課程設(shè)計(jì)說明書。</p><p>　　二、蒸發(fā)器的形式、流程、效數(shù)論證</p><p><b>　　1.蒸發(fā)器的形式：</b></p><p><b>　　中央循環(huán)管式</b>&

11、lt;/p><p><b>　　2．蒸發(fā)器的流程：</b></p><p><b>　　三效并流加料</b></p><p><b>　　3.效數(shù)論證：</b></p><p>　　在工業(yè)中常用的加熱方式有直接加熱和間接加熱。直接加熱的優(yōu)勢(shì)是傳熱速率高，金屬消耗量小。劣勢(shì)是應(yīng)用范圍

12、受到被蒸發(fā)物料和蒸發(fā)要求的限制；間接加熱是熱量通過間壁式換熱設(shè)備傳給被蒸發(fā)溶液而使溶液氣化。一般工業(yè)蒸發(fā)多采用這類。</p><p>　　間接加熱蒸發(fā)器分為循環(huán)型和單程型兩大類，循環(huán)型分為中央循環(huán)管式、懸掛筐式、外加熱式、列文式及強(qiáng)制循環(huán)式；單程型有升膜式、降膜式、升降模式及刮板式。</p><p>　　本次選用循環(huán)性的中央循環(huán)管式，因?yàn)榇搜h(huán)管結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、操作可靠、投資費(fèi)用較少等

13、優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　蒸發(fā)器的類型一般有單效蒸發(fā)和多效蒸發(fā)，單效蒸發(fā)是蒸發(fā)裝置中只有一個(gè)蒸發(fā)器，蒸發(fā)時(shí)產(chǎn)生的二次蒸汽直接進(jìn)入冷凝器不再利用；多效蒸發(fā)器是將幾個(gè)蒸發(fā)器串聯(lián)操作，使蒸汽的熱能得到多次利用，蒸發(fā)器的串聯(lián)個(gè)數(shù)稱謂效數(shù)。多效蒸發(fā)器的效數(shù)受到經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的限制。對(duì)于電解質(zhì)溶液采用2-3個(gè)效數(shù)，對(duì)于非電解質(zhì)可采用4-6個(gè)。根據(jù)情況本次采用多效蒸發(fā)器中的三效蒸發(fā)器。</p><p>　

14、　多效蒸發(fā)器的流向一般有并流加料、逆流加料、分流加料和錯(cuò)流加料。</p><p><b>　　并流加料的優(yōu)點(diǎn)如下</b></p><p>　?、偃芤簭膲簭?qiáng)和溫度高的蒸發(fā)器流向壓強(qiáng)和溫度低的蒸發(fā)器，溶液可依靠效間的壓差流動(dòng)而不需泵送</p><p>　?、谌芤哼M(jìn)入溫度和壓強(qiáng)較低的下一效時(shí)處于過熱狀態(tài)，因而會(huì)產(chǎn)生額外的氣化，得到較多的二次蒸汽。&l

15、t;/p><p>　?、弁瓿梢涸谀┬懦觯錅囟茸畹?，故總的熱量消耗較低。</p><p>　　缺點(diǎn)是：由于各效中溶液的濃度依次增高，而溫度依次降低，因此溶液的黏度增加很快，使加熱室的傳熱系數(shù)依次下降，這將導(dǎo)致整個(gè)蒸發(fā)裝置生產(chǎn)能力的下降或傳熱面積的增加。由此可見并流加料流程只適用于黏度不大的料液的蒸發(fā)。</p><p>　　逆流加料優(yōu)點(diǎn)是：溶液濃度在各效中依次增高的同時(shí)

16、，溫度也隨之增高，因而各效內(nèi)溶液的黏度變化不大，這種流程適用于粘度隨濃度和溫度變化較大的溶液蒸發(fā)。</p><p><b>　　缺點(diǎn)有：</b></p><p>　?、偃芤涸谛чg是從低壓流向高壓的，因而必須用泵輸送。</p><p>　?、谌芤涸谛чg是從低溫流向高溫，每一效的進(jìn)料相對(duì)而言均為冷液，沒有自蒸發(fā)，產(chǎn)生的二次蒸汽量少于并流流程。<

17、;/p><p>　?、弁瓿梢涸诘谝恍懦?，其溫度較高，帶走熱量較多而且不利于熱敏性料液的蒸發(fā)。</p><p>　　分流加料其特點(diǎn)是溶液不在效間流動(dòng)。適用于蒸發(fā)過程中有結(jié)晶析出的情況，或要求得到不同濃度溶液的場(chǎng)合。</p><p>　　錯(cuò)流加料流程中采用 部分并流加料和部分逆流加料，以利用逆流合并流流程各自的優(yōu)點(diǎn)。一般在末效采用并流，但操作比較復(fù)雜。</p>

18、<p>　　綜上所述，本次選用并流加料流程</p><p>　　三、 蒸發(fā)工藝設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　總蒸發(fā)量: W=F (1-)=24000(1-)=13266 kg/h</p><p>　　因并流加料，蒸發(fā)中無(wú)額外蒸汽引出,可設(shè)</p><p>　　W1:W2:W3=1:1.1:1.2</p

19、><p>　　W=W1+W2+W3=3.3W1</p><p><b>　　W1==4020</b></p><p>　　W2=1.1×4020=4422</p><p>　　W3=1.2×4020=4824</p><p>　　x1===0.127</p><

20、p>　　x2===0.164</p><p><b>　　x3=0.237</b></p><p>　　溶液沸點(diǎn)和有效溫度差的確定</p><p>　　設(shè)各效間的壓力降相等，則總壓力差為：</p><p>　　ΣΔP= P1-P'K=500-20=480 KPa</p><p>　　

21、Pi===160 KPa</p><p>　　式中 Pi ---各效加熱蒸汽壓力與二次蒸氣壓力之差KPa，</p><p>　　----第一次加熱蒸氣的壓力KPa</p><p>　　P'K -----末效冷凝器中的二次蒸氣的壓力Kpa</p><p>　　各效間的壓力差可求得各效蒸發(fā)室的壓力</p><p&g

22、t;　　即 P'1=P1-Pi=500-160=340 KPa</p><p>　　P'2=P1-2Pi=500-2160=180 KPa</p><p>　　P'3=P'k =20 Kpa</p><p>　　由各效的二次蒸汽壓力，從手冊(cè)中查得相應(yīng)的二次蒸汽溫度和汽化潛熱列與下表中:</p><p>

23、;　　各效由于溶液的蒸汽壓下降所引起的溫度差損失</p><p>　　根據(jù)各效二次蒸汽溫度(即相間壓力下水的沸點(diǎn))和各效完成液濃度xi，由NaOH水溶液的杜林線圖查得各效溶液的沸點(diǎn)tAi分別為:　 tA1=141℃ tA2=122℃ tA3

24、=72℃;</p><p>　　則各效由于溶液蒸汽壓下降所引起的溫度差損失為</p><p>　　Δ'1=tA1-T'1=141-137.7=3.3℃</p><p>　　Δ'2=tA2-T'2=122-116.6=5.4℃</p><p>　　Δ'3=tA3-T'3=72-60.1=11.9℃

25、</p><p>　　所以 ΣΔ'=3.3+5.4+11.9=20.6℃</p><p>　　各效由于液柱靜壓力所引起的沸點(diǎn)升高（溫度差損失）</p><p>　　由于蒸發(fā)器中液柱靜壓力引起的溫度差損失 某些蒸發(fā)器在操作時(shí)，器內(nèi)溶液需維持一定的液位，因而蒸發(fā)器中溶液內(nèi)部的壓力大于液面的壓力，致使溶液內(nèi)部的沸點(diǎn)較液面處的為高，二者之差即為因液柱靜壓力

26、引起的溫度差損失</p><p>　　為簡(jiǎn)便起見，以液層中部點(diǎn)處的壓力和沸點(diǎn)代表整個(gè)液層的平均壓力和平均溫度，則根據(jù)流體靜力學(xué)方程，液層的平均壓力為</p><p>　　式中 —蒸發(fā)器中液面和底層的平均壓強(qiáng)，Pa；</p><p>　　p/—二次蒸氣的壓強(qiáng)，即液面處的壓強(qiáng)，Pa；</p><p>　　、 —溶液的平

27、均密度，kg/m3；</p><p><b>　　、-液層高度，m；</b></p><p>　　g-重力加速度，m/s2。</p><p>　　NaOH水溶液密度(Kg/m3) ρ1=1014kg/m3，ρ2=1060kg/m3，ρ3=1239kg/m3 </p><p><b>　　所以</b>

28、;</p><p>　　=340+=347.461 KPa</p><p>　　=180+=187.799 KPa</p><p>　　= 20+=29.116 KPa</p><p>　　根據(jù)各效溶液平均壓力查得對(duì)應(yīng)的飽和溶液溫度為:</p><p>　　=138.6℃ ; =118.1℃; =66.0℃</p

29、><p>　　根據(jù) = </p><p>　　式中--根據(jù)平均壓力求取的水的沸點(diǎn)℃，--根據(jù)二次蒸氣壓力求得水的沸點(diǎn)℃</p><p>　　所以 ℃</p><p>　　℃ </p><p><b>　　℃</b></p

30、><p>　　=0.9+1.5+5.9=8.3℃</p><p>　　由經(jīng)驗(yàn)不計(jì)流體阻力產(chǎn)生壓降所引起的溫度差損失</p><p>　　由于管道流體阻力產(chǎn)生的壓強(qiáng)降所引起的溫度差損失在多效蒸發(fā)中末效以前各效的二次蒸汽流到次一效的加熱室的過程中由于管道阻力使其壓強(qiáng)降低蒸汽的飽和溫度也相應(yīng)降低由此引起的溫度差損失即為，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)其值1℃ ，即=1℃，則 = 3℃</p&

31、gt;<p>　　根據(jù)以估算的各效二次蒸汽壓強(qiáng)及溫度差損失△，即可由下式估算溶液各效溶液的沸點(diǎn)t</p><p>　　所以總的溫度差損失為</p><p>　　=++ =20.6+8.3+3=31.9℃</p><p>　　各效料液的溫度和有效總溫差</p><p>　　由各效二次蒸汽壓力P'i及溫度差損失Δi，即可由

32、下式估算個(gè)料液的溫度ti，</p><p><b>　　ti=T'i+Δi</b></p><p>　　Δ1=Δ'1+Δ''1+Δ'''1=3.3+0.9+1=5.2℃</p><p>　　Δ2=Δ'2+Δ''2+Δ'''2=5.4+1.5+

33、1=7.9℃</p><p>　　Δ3=Δ'3+Δ''3+Δ'''3=11.9+5.9+1= 18.8℃</p><p>　　所以各效料液的溫度為：</p><p>　　=137.7+5.2=142.9℃ </p><p>　　=116.6+7.9=124.5℃ </p><

34、;p>　　=60.1+18.8=78.9℃</p><p><b>　　有效總溫度差</b></p><p>　　由手冊(cè)可查得????kPakPa飽和蒸汽的溫度為??????℃、汽化潛熱為2113 kJ/kg，</p><p>　　所以?????????????????????? ℃</p><p>　　加熱蒸汽消

35、耗量和各效蒸發(fā)水量的初步計(jì)算</p><p>　　第i效的焓衡算式為：</p><p>　　由上式可求得第i效的蒸發(fā)量.若在焓衡算式計(jì)入溶液的能縮熱及蒸發(fā)器的熱損失時(shí)，尚需考慮熱利用系數(shù)一般溶液的蒸發(fā)，可取得0.98-0.7△x（式中△x為溶液的濃度變化，以質(zhì)量分率表示）。 </p><p>　　第i效的蒸發(fā)量的 計(jì)算式為</p><p>　

36、　式中 ------第i效的加熱蒸汽量，當(dāng)無(wú)額外蒸汽抽出時(shí)= </p><p>　　------ 第i效加熱蒸氣的汽化潛熱 ------第i效二次蒸氣的汽化潛熱</p><p>　　-----------原料液的比熱 ---------水的比熱</p><p>　　，--------分別為 第i效及第i-1效溶液的沸點(diǎn)

37、</p><p>　　-----------第i效的熱利用系數(shù)，無(wú)因次</p><p>　　對(duì)于加熱蒸氣消耗量，可列出各效焓衡算式并與式W=ΣWi聯(lián)解而求得。</p><p>　　第一效的熱量衡算式為:</p><p><b>　　W1=η1（+）</b></p><p>　　對(duì)于沸點(diǎn)進(jìn)料，t0=

38、t1，考慮到NaOH溶液濃縮熱的影響，熱利用系數(shù)計(jì)算式為?1 =0.98-0.7Δxi，式中Δxi為第i效蒸發(fā)器中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化。</p><p>　　?1 =0.98-0.7×(0.127-0.106)=0.965</p><p>　　由相關(guān)手冊(cè)查得 </p><p>　　cp0=3.97KJ/(Kg.℃)，cpw =4.187 KJ/(Kg.

39、℃)</p><p><b>　　所以</b></p><p>　　同理第二效的熱量衡算式為:</p><p>　　0.98-0.7×(0.164-0.127)=0.954</p><p>　　所以 </p><p><b>　　=</b><

40、;/p><p>　　=0.854+754.4</p><p>　　第三效的熱衡算式為:</p><p>　　0.98-0.7×(0.237-0.164)=0.928</p><p>　　所以 </p><p><b>　　=</b></p><p>

41、　　=1642.3-0.071W1+0.8W2</p><p>　　又 </p><p>　　W1+W2+ W3=13266 </p><p>　　聯(lián)立(a),(b),(c),(d)式,解得:</p><p>　　W1=

42、4165 Kg/h</p><p>　　W2=4307Kg/h</p><p>　　W3=4833 Kg/h</p><p>　　D1=4403 Kg/h</p><p>　　蒸發(fā)器的傳熱面積和有效溫度差在各效中的分布以及傳熱系數(shù)K的確定</p><p>　　任意一效的傳熱速率方程為</p><p&

43、gt;　　式中 ---第i效的傳熱速率，W。 ----第i效的傳熱系數(shù)，W/（m2, ℃）.</p><p>　　---第i效的傳熱溫度差，℃ Si-------第i效的傳熱面積，m2</p><p>　?。?403×2113＝9303539</p><p>　?。?165×2155＝8975575</p>

44、<p>　　＝4307×2214＝9535698</p><p>　　=T1-t1=151.7-142.9=8.8℃</p><p>　?。?37.7-124.5=13.2℃</p><p>　　=116.6-78.9=37.7℃</p><p>　　誤差為： </p><p>　

45、　誤差較大，故應(yīng)調(diào)整各效的有效溫度差，重復(fù)上述步驟。</p><p>　　溫差的重新分配與試差計(jì)算</p><p><b>　　平均傳熱面積:</b></p><p>　　重新分配有效溫度差:</p><p><b>　　℃</b></p><p><b>　　℃&

46、lt;/b></p><p><b>　　℃</b></p><p><b>　　重復(fù)上述計(jì)算步驟</b></p><p>　　由所求各效蒸汽量求各效溶液濃</p><p><b>　　計(jì)算各效溶液沸點(diǎn)</b></p><p>　　末效溶液沸點(diǎn)和二

47、次蒸汽壓力保持不變,各種溫度差損失可視為恒定，故末效溶液的溫度仍為=78.9℃,而 =30.53℃</p><p>　　則第III效加熱蒸汽溫度（即第II效二次蒸汽溫度）為 </p><p><b>　　.℃</b></p><p>　　由第II效二次蒸汽的溫度T2/=108.75℃,再由第II效料液的濃度X2=0.164查杜林線圖，可

48、得第II效料液的沸點(diǎn)為: 106℃。由液柱靜壓力即流動(dòng)阻力而引起的溫度差損失可視為不變，所以第II效料液的溫度為：</p><p><b>　　108.5℃</b></p><p>　　同理：由t2=108.5℃ ，=17.24℃</p><p>　　得 ℃</p><p>　　由第I效二次蒸汽

49、的溫度T1/ =125.31℃，再由第I效料液的濃度X1=0.127查杜林線圖，可得第I效料液的沸點(diǎn)為: 132℃</p><p>　　則第一效料液的溫度為：</p><p><b>　　℃</b></p><p>　　第一效料液的溫度也可以由 t1 = T1=151.7-11.67=140.03 ℃ 計(jì)算</p><p&g

50、t;　　誤差為：1-≈0.044<0.05，</p><p>　　說明溶液的各種溫度差損失變化不大，不必重新計(jì)算，故有效總溫度差不變，為??t=59.7 ℃ </p><p>　　溫度差重新分配后各效溫度情況列于下表:</p><p>　　各效的熱量衡算: </p><p>　　二次蒸汽的汽化潛熱和二次蒸汽溫度Ti/(℃) (即下一

51、效加熱蒸汽)溫度 如下表： </p><p>　　第一效： </p><p>　　?1 =0.98-0.7×(0.127-0.106)=0.965</p><p>　　第二效： </p><p>　　0.98-0.7×(0.164-0.127)=0.954</p><p><

52、;b>　　=</b></p><p>　　=0.889+1084.76</p><p>　　第三效： </p><p>　　0.98-0.7×(0.237-0.164)=0.928</p><p><b>　　=</b></p><p>　　=0.889+0.

53、0476+1197.57</p><p>　　因?yàn)椋?W 1+ W2+ W3=13266 Kg/h</p><p>　　得： W 1=3623.34 Kg/h</p><p>　　W2=4306.14 Kg/h</p><p>　　W3 =5396.26 Kg/h</p><p>　　

54、D1=3896.34 Kg/h</p><p>　　與第一次熱量恒算所得結(jié)果比較并計(jì)算誤差得</p><p>　　=|1-|=0.149 </p><p>　　=|1-|=0.000199 </p><p>　　=|1-|=0.1044</p><p><b>　　計(jì)算各效傳熱面積</b>

55、;</p><p>　　＝3896.34×2113＝8232966.42</p><p>　?。?306.14×2192＝9439058.88</p><p>　　＝3896.34×2231＝8692734.54</p><p>　　=T1-t1=151.7-133.9=17.8℃</p><

56、p>　　＝137.7-108.5=29.2℃</p><p>　　=116.6-78.9=37.7℃</p><p>　　誤差計(jì)算得： 迭代計(jì)算結(jié)果合理</p><p>　　所以取平均傳熱面積 S=338.63m2</p><p>　　四、 蒸發(fā)器工藝尺寸計(jì)算</p><p>　　加熱管

57、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25*2.5mm、38*2.5mm、57*3.5mm等幾種規(guī)格的無(wú)縫鋼管。考慮蒸發(fā)器的處理量較大，所以選57*3.5mm規(guī)格。</p><p>　　加熱管的長(zhǎng)度一般為0.6—2m，但也有選用2m以上的管子。管子長(zhǎng)度的選擇應(yīng)根據(jù)溶液結(jié)垢后的難以程度、溶液的起泡性和廠房的高度等因素來(lái)考慮，易結(jié)垢和易起泡沫溶液 的蒸發(fā)易選用短管。

58、根據(jù)我們的設(shè)計(jì)任務(wù)和溶液性質(zhì)，我們選用以下的管子。</p><p>　　可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)我們選取：L=2M，57*3.5mm</p><p>　　可以根據(jù)加熱管的規(guī)格與長(zhǎng)度初步估計(jì)所需的管子數(shù)， ==338.63/[π*0.057*（2-0.1）]=995（根）</p><p>　　式中 S=----蒸發(fā)器的傳熱面積m2，由前面的工藝計(jì)算

59、決定；</p><p>　　d0----加熱管外徑m； </p><p>　　L---加熱管長(zhǎng)度m。</p><p>　　因加熱管固定在管板上，考慮管板厚度所占據(jù)的傳熱面積，則計(jì)算 時(shí)的管長(zhǎng)應(yīng)用（L—0.1）m.</p><p><b>　　循環(huán)管的選擇</b></p><p>　　循環(huán)管的截面積

60、是根據(jù)使循環(huán)阻力盡量減小的原則考慮的。我們選用的中央循環(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)徑以表示，則</p><p>　　所以 D1==162蒸發(fā)器加熱面積較小，取80%。查標(biāo)準(zhǔn)鋼管規(guī)格表：</p><p>　　選取管子為：108*24mm 循環(huán)管管長(zhǎng)與加熱管管長(zhǎng)相同為2m。</p><p

61、>　　按上式計(jì)算出的后應(yīng)從管規(guī)格表中選取管徑相近的標(biāo)準(zhǔn)管，只要n和相差不大，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)入傳熱面積中。</p><p>　　加熱室直徑及加熱管數(shù)目的確定</p><p><b>　?。?）管心距離：</b></p><p><b>　　mm</b></p&

62、gt;<p>　　（2）計(jì)算管數(shù)中心線上管數(shù)</p><p>　　正三角形：（為奇數(shù)）</p><p>　?。?）初估加熱室內(nèi)徑</p><p><b>　　（）</b></p><p><b>　　m</b></p><p>　　分離室直徑與高度的確定<

63、/p><p>　　高度和直徑都適于施工現(xiàn)場(chǎng)的安放。現(xiàn)取分離室中U=1.5m3/（m3*s）。各效二次蒸汽溫度查得各效蒸汽密度為：ρ1=1.9kg/m3，ρ2=0.9635kg/m3，ρ3=0.1307kg/m3</p><p>　　分離室體積的計(jì)算公式</p><p>　　（m3/（m3·s）</p><p><b>　　m

64、3</b></p><p><b>　　m3</b></p><p><b>　　m3</b></p><p>　　因?yàn)轶w積最大，所以選擇7.31m3</p><p><b>　　由體積確定直徑</b></p><p><b>　　

65、取</b></p><p><b>　　解得</b></p><p><b>　　H=2.1m</b></p><p>　　D=2.1m </p><p><b>　　接管尺寸的確定</b></p><p>　　

66、流體進(jìn)出口接管的內(nèi)徑計(jì)算公式</p><p>　　蒸發(fā)器的主要接管有溶液進(jìn)出口、冷凝水進(jìn)出口、加熱蒸汽進(jìn)口與二次蒸汽出口</p><p><b>　　溶液進(jìn)口</b></p><p><b>　　第一效</b></p><p>　　10.6% NaOH密度為1014 kg/m</p>

67、<p>　?。?.00657m3/S</p><p><b>　　m</b></p><p><b>　　第二效</b></p><p>　?。?.0056m3/S</p><p><b>　　m</b></p><p><b>　　

68、第三效</b></p><p>　?。?.0042m3/S</p><p><b>　　m</b></p><p>　　因?yàn)榈谝恍Ч茏幼畲螅赃x擇0.053m</p><p><b>　?。?）溶液的出口</b></p><p><b>　　第一效&l

69、t;/b></p><p>　?。?.0056m3/S</p><p><b>　　m</b></p><p><b>　　17</b></p><p><b>　　第二效</b></p><p>　?。?.00421m3/S</p>

70、<p><b>　　m</b></p><p><b>　　第三效</b></p><p>　?。?.0024m3/S</p><p><b>　　m</b></p><p>　　因?yàn)榈谝恍Ч茏幼畲螅赃x擇0.487m</p><p>&l

71、t;b>　　（3）冷凝水進(jìn)出口</b></p><p><b>　　第一效</b></p><p>　?。?.001m3/S </p><p><b>　　m </b></p><p><b>　　第二效</b></p><p>　　＝

72、0.00119m3/S</p><p><b>　　m</b></p><p><b>　　第三效</b></p><p>　　＝0.00149m3/S</p><p><b>　　m</b></p><p>　　因?yàn)榈谌Ч茏幼畲?，所以選擇0.0356

73、m</p><p><b>　?。?）加熱蒸汽進(jìn)口</b></p><p><b>　　第一效</b></p><p>　　＝0.6143m3/S </p><p><b>　　m </b></p><p><b>　　第二效</b>

74、;</p><p><b>　　＝0.46m3/S</b></p><p><b>　　m</b></p><p><b>　　第三效</b></p><p>　?。?.842m3/S</p><p><b>　　m</b><

75、/p><p>　　因?yàn)榈谌Ч茏幼畲?，所以選擇0.163m</p><p><b>　?。?）二次蒸汽出口</b></p><p><b>　　第一效</b></p><p>　?。?.387m3/S</p><p><b>　　m</b></p>

76、;<p><b>　　第二效</b></p><p>　　＝0.672m3/S </p><p><b>　　m</b></p><p><b>　　19</b></p><p><b>　　第三效</b></p><p&

77、gt;　?。?.059m3/S</p><p><b>　　m</b></p><p>　　因?yàn)榈谌Ч茏幼畲?，所以選擇0.256m </p><p>　　五、 蒸發(fā)裝置的輔助設(shè)備</p><p><b>　　氣液分離器</b></p><p>　　蒸發(fā)操作時(shí)，二次蒸汽中夾帶

78、大量的液體，雖在分離室得到初步的分離，但是為了防止損失有用的產(chǎn)品或防止污染冷凝液，還需設(shè)置氣液分離器，以使霧沫中的液體聚集并與二次蒸汽分離，故氣液分離器或除沫器。其類型很多，我們選擇慣性式除沫器，其工作原理是利用帶有液滴的二次蒸汽在突然改變運(yùn)動(dòng)方向時(shí)，液滴因慣性作用而與蒸汽分離。</p><p>　　在慣性式分離器的主要尺寸可按下列關(guān)系確定：</p><p>　　式中： --

79、------二次蒸汽的管徑，m </p><p>　　--------除沫器內(nèi)管的直徑，m</p><p>　　--------除沫器外罩管的直徑，m </p><p>　　--------除沫器外殼的直徑，m </p><p>　　H---------除沫器的總高度，m </p>

80、<p>　　h---------除沫器內(nèi)管頂部與器頂?shù)木嚯x，m</p><p>　　==0.312m=312mm</p><p>　　=312mm =468mm =624mm H=624mm h=0.5*=156mm</p><p>　　選取二次蒸汽流出管：ф325X10mm 除沫器內(nèi)管ф530X10mm 除沫器外罩管：ф82

81、0X12mm</p><p><b>　　蒸汽冷凝器</b></p><p>　　蒸汽冷凝器的作用是用冷卻水將二次蒸汽冷凝。當(dāng)二次蒸汽為有價(jià)值的產(chǎn)品需要回收或會(huì)嚴(yán)重地污染冷卻水時(shí)，應(yīng)采用間壁式冷卻器。當(dāng)二次蒸汽為水蒸氣不需要回收時(shí)，可采用直接接觸式冷凝器。二次蒸汽與冷凝水直接接觸進(jìn)行熱交換，其冷凝效果好，被廣乏采用。</p><p><b

82、>　　冷卻水量 </b></p><p>　　根據(jù)冷凝器入口蒸汽壓強(qiáng)和冷卻水進(jìn)口溫度可查得由冷凝器進(jìn)口蒸汽壓力20Kpa和冷卻水進(jìn)口溫度25℃可查得1 m3 冷卻水可冷卻的蒸汽量X=46 Kg，則</p><p>　　-----冷卻水量m3/h； </p><p>　　-----所需冷凝的蒸汽量，Kg/h</p>

83、<p>　　與實(shí)際數(shù)據(jù)相比，由圖4-13計(jì)算的值偏低，故設(shè)計(jì)時(shí)取=（1.2-1.25）/X</p><p><b>　　冷凝器直徑D</b></p><p>　　由計(jì)算可知,進(jìn)入冷凝器的二次蒸汽的體積流量可計(jì)算得到冷凝器的直徑D</p><p>　　==468取D=480mm</p><p><b>

84、　　淋水板的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　(1)淋水板數(shù)： D<500mm, 淋水板取6塊</p><p>　　(2)淋水板間距： D<500mm，Ln+1=(0.5～0.7)Ln, </p><p>　　又 L0=D+(0.15~0.3)m 取L0=0.48 +0.2=0.68m。</p>

85、;<p>　　L1=0.6*L0=0.6*0.68=0.41m L2=0.6*L1=0.25m L3=0.6*L2=0.15m≥0.15m</p><p>　　所以取 L0=0.68m L1=0.41m L2=0.25 L3=0.15m</p><p>　　(3)弓型淋水板的寬度：最上面一塊=（0.8~0.9）D，其他各淋

86、水板B=D/2+0.05 m </p><p>　　所以=0.8*0.48~0.9*0.48，取=0.40m，其余取B=0.48/2+0.05=0.29m。</p><p>　　(4)淋水板堰高h(yuǎn)： D=480mm<500mm, 取 h=40mm</p><p>　　(5)淋水孔徑： 冷卻水循環(huán)使用, 取 d=10mm</p>

87、<p>　　(6)淋水孔數(shù)： 淋水孔冷卻水流速, 淋水孔的阻力系數(shù)取η=0.95～0.98, 水流收縮系數(shù)φ =0.80～0.82 </p><p><b>　　取整n=500</b></p><p>　　考慮到長(zhǎng)期操作易堵,最上層板的實(shí)際淋水孔數(shù)應(yīng)加大10%~15% </p><p>　　則:

88、 N1 =n*（1+12%）=500*1.12=560 </p><p>　　其他各板孔數(shù)應(yīng)加大5%，為n=500（1+5%）=525 </p><p><b>　　六、 課程設(shè)計(jì)心得</b></p><p>　　這次課程設(shè)計(jì)經(jīng)歷

89、了長(zhǎng)達(dá)近兩個(gè)星期的準(zhǔn)備終于結(jié)束了，確實(shí)非常的難做起來(lái)也很辛苦，尤其是剛開始的時(shí)候完全不知道怎樣下手，后來(lái)還是從網(wǎng)上借鑒了別人才慢慢知道如何去做，但是此次課程設(shè)計(jì)我的收獲很大，我覺得以前我們學(xué)過的理論知識(shí)都只不過是紙上談兵，沒有什么實(shí)際用處，尤其是今后到了工廠根本毫無(wú)用武之地，雖然已經(jīng)掌握，但是不知道如何應(yīng)用。而本次課程設(shè)計(jì)卻是一次非常不錯(cuò)的“實(shí)戰(zhàn)”，它不僅要求我們對(duì)化工設(shè)計(jì)有基礎(chǔ)的了解，而且還要對(duì)化工原理、過程設(shè)備設(shè)計(jì)等一系列知識(shí)能夠進(jìn)

90、行綜合的運(yùn)用，同時(shí)也對(duì)計(jì)算機(jī)繪圖提出了較高的要求。</p><p>　　課程設(shè)計(jì)中，我遇到了不少困難，比如有些物料特性，各種管道的選取，各種系數(shù)的查找都非常繁瑣，需要查找很多資料才能知道，一個(gè)不仔細(xì)就可能算出來(lái)的結(jié)果完全對(duì)不上，所以不敢隨意，計(jì)算過程中，要反復(fù)計(jì)算直到結(jié)果誤差滿足要求才行，因此計(jì)算量很大，這就要求我在課程設(shè)計(jì)中要做到一絲不茍，</p><p>　　同時(shí)，課程設(shè)計(jì)加強(qiáng)了我的學(xué)

91、習(xí)能力、理論聯(lián)系實(shí)際和解決問題的能力，這些將對(duì)我以后的工作產(chǎn)生重大的影響！</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1.陳敏恒，叢德茲等. 化工原理(上、下冊(cè))(第三版). 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005</p><p>　　2.賈紹義，柴誠(chéng)敬. 化工原理課程設(shè)計(jì). 天津：天津大學(xué)出版社，2002</p>