三效并流蒸发器的换热面积计算

三效并流蒸发器的工艺设计和换热面积计算

一.设计参数：

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

二.设计方案：

1. 总蒸发量计算：

W=F(1-X0/X 3=4500(1-0.05/0.40)=3937.5 kg /h

2. 各效蒸发量初步估算：

假设：WW2:W3=1:1.1:1.2

W=WW+V3=3.3W/=3937.5

加193 kk /h

W=1312 kk /h

W=1432 kk /h

3. 估算各效浓度：

X1=F^X^=(4500 X 0.05)/(4500-1193)=0.068

F -

X2=4500X 0.05/(4500-1193-1312)=0.113

X=0.4

4. 分配各效压强

假设各效间压降相等的原则进行分配

R=5X 98.07+101.33=592KPa

-3

P=101.33-600 X 133.32 X 10 =21KPa

△ P=(592-21)/3=571/3=190KPa

则各效蒸发室的压强(二次蒸汽压强)为：

R/=P-△ P=592-190=402KPa

H=P-2 △P=592-2X 190=212KPa

P/=R=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和气化潜

热如下表：

5.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△/

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：t a1 = 146C t a2=125C t a3=87C

由于溶液蒸汽压下降引起的温度差损失为：

△1/= 146-143.6=2.4 °C

△2/= 125-121.9=3.1 C

△r=87-60.7=26.3 C

C

/ =2.4+3.1+26.3=31.8

（二）、由于静压强引起的温度差损失

P m=p + p g L/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

3

p 1=991 kg /m

p 21056 kg /m3

3

p 31366 kg /m

R=402+991X 9.81 X 2/2/1000=412KPa

P2=212+1056X 9.81 X 2/2/1000=222kpa

R=21+1366X 9.81 X 2/2/1000=34kpa

对应的各效溶液（水）的温度分别为: 144.4 C 123.3 C 69.9 C // =tr/-t

△1///=144.4-143.6=0.8 C

△2///=123.3-121.9=1.4 C

△3///=69.9-60.7=9.2 C

C

//=0.8+1.4+9.2=11.4

（三）、流动阻力引起的温度差损失厶///

=0

///

6. 计算总温度差损失

=31.8+11.4=43.2 C

=0

△ 11

=T 1

-t 1

=158.1-146.8=11.3 C

假设各效传热系数：

K=1800W/(mk) K 2=1200 W/(mfk) &=600 W/(m 2

k)

3 5

Q=D x R=15.8 x 2093X 10/3600=8.77 x 10W

7. 计算总传热温度差 t=T I -T K -

=158.1-60.7-43.2=54.2 C

1、 计算各效溶液的沸点及各效加热蒸汽的温度

一效：t i =T /

+A 1 = 143.6+2.4+0.8=146.8 C

:t 2

=121.9+3.1 + 1.4=126.4 C

:t 3=60.7+26.3+9.2=96.2 C

T2=t 1-( △ /+△ /+△ 1 )=146.8-3.2=143.6 T3=A 13+t 3

8. 计算加热蒸汽消耗量及各效蒸发水分量

解方程组：

W=1428 kg /h W=1420 kk /h W=1091 kk /h D=1508 kk /h

9. 估算蒸发器的传热面积

Si

Q i k i t i

Q=1428X 2138X 103/3600=8.48 X 105W Q=8.68 X 105W

S=43.1m{

2

S=41.1m

2

S=56.3m

10. 有效温度差再分配

S S b 3 乜& t3 =48.7m2

t

t i 43.1/48.7 X 11.3=10 C

t2 41.1/48.7 X 17.2=14.5 C

t3 56.3/48.7 X 25.7=29.7 C

11. 重新计算各效浓度

X=0.073

X F O.136

X F0.4

13.计算各效蒸发量

解方程组：

W=1444 kg /h

V2=1393 kk /h

W=1101 kk /h

D=1523k /h

14.计算各效传热面积Q=8.85 x 105S i=49.2m2 Q=8.54 x 105S 2=49.1“Q3=8.47 x 105S 3=47.5“S

仁池=1-47.5/49.2=0.0346 v 0.05 取平

S max

2

S=(49.2+49.1+47.5)/3=48.6M

取S=1.1S=53.46=[54M2]

经实际使用，按此原理进行计算的结果符合实际的需要。上的实际生产。均面积

能满足工程