升膜蒸发器设计计算说明书
升膜蒸发器工艺设计
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50 #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0!
出口摩擦系数 fout 出口重量汽化率 e出口 压力降比值
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许用温差 △t ℃
许用压力降△P Pa
允许气速
m/s
重量流速 Gr kg/m2h
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雷诺数
Re
管内给热系数
kcal/m2h℃ hi 管内污垢热阻
m2h℃/kcal ri 换热管长
m
l
普兰特准数 PR 液相雷诺数 ReL 气相雷诺数 Rev 管内给热系数 kcal/m2h℃ hi 管内污垢热阻 m2h℃/kcal ri
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ρv
气相出口密度
m/s
ρve
重力加速度 g m/h2
换热管参数
换热管材料 导热系数 kcal/mh℃ 管子根数 n 根 管子长度 L mm
1.27E+08
介质名称
进口质量含量 %
出口质量含量 % 进口压力 pti MPa 出口压力 pto MPa 进口温度 tti ℃ 出口温度 tto ℃ 中间温度 tsm ℃ 进口流量 WtL kg/h 出口流量 Wto kg/h 平均温差潜热段△t2 ℃ 热量流量潜热段 Q kcal/h
ρL
液相出口密度
m/s
ρLe
重力换算系数gc kgm/kgh2
1.27E+08
管子内径 Dt mm 管子壁厚
工艺计算
显热段
管外给热系数
蒸发器计算说明（1）
蒸发器计算说明（1）蒸发器设计计算已知条件：工质为R22，制冷量kW 3，蒸发温度C t ?=70，进口空气的干球温度为C t a ?=211，湿球温度为C t b ?=5.151，相对湿度为34.56=φ％；出口空气的干球温度为C t a ?=132，湿球温度为C t b ?=1.112，相对湿度为80=φ％；当地大气压力Pa P b 101325=。
（1）蒸发器结构参数选择选用mm mm 7.010?φ紫铜管，翅片厚度mm f 2.0=δ的铝套片，肋片间距mm s f 5.2=，管排方式采用正三角排列，垂直于气流方向管间距mm s 251=，沿气流方向的管排数4=L n ，迎面风速取s m w f /3=。
（2）计算几何参数翅片为平直套片，考虑套片后的管外径为沿气流方向的管间距为沿气流方向套片的长度为设计结果为 mm s L 95.892565.2132532=+?=+=每米管长翅片表面积：每米管长翅片间管子表面积：每米管长总外表面积：每米管长管内面积：每米管长的外表面积：肋化系数：每米管长平均直径的表面积：（3）计算空气侧的干表面传热系数①空气的物性空气的平均温度为空气在下C ?17的物性参数②最窄截面处空气流速③干表面传热系数干表面传热系数用小型制冷装置设计指导式(4-8)计算（4）确定空气在蒸发器内的变化过程根据给定的进出口温度由湿空气的焓湿图可得kg g d kg g d kg kJ h kg kJ h 443.7,723.8,924.31,364.432121====。
在空气的焓湿图上连接空气的进出口状态点1和点2，并延长与饱和气线()0.1=?相交于点w ，该点的参数是C t kg g d kg kJ h w w w ?===8,6.6,25。
在蒸发器中空气的平均比焓值由焓湿图查得kg g d C t m m 8,2.16=?=析湿系数（5）循环空气量的计算进口状态下干空气的比体积循环空气的体积流量（6）空气侧当量表面传热系数的计算对于正三角形排列的平直套片管束，翅片效率f η小型制冷装置设计指导式（4-13）计算，叉排时翅片可视为六角形，且此时翅片的长对边距离和短对边距离之比4.24.1025d B ,1b m ===ρ且B A 肋折合高度为凝露工况下翅片效率为当量表面传热系数（7）管内R22蒸发时的表面传热系数R22在C t ?=70时的物性参数为：饱和液体密度33.1257m kg l =ρ饱和蒸气密度343.26m kg g =ρ液体粘度 s Pa l ??=-6102.202μ气体粘度 s Pa g ??=-610815.11μ汽化热kg kJ 56.1990=γ液体热导率 K m W l ??=-/102.133λ蒸气热导率 K m W g ??=-/1093.93λ液体普朗特数 62.2=rl P蒸气普朗特数 92.0=rg PR22在管内蒸发的表面传热系数由小型制冷装置设计与指导式（4-5）计算。
KH-HG126单管升膜蒸发实验装置
KH-HG126单管升膜蒸发实验装置一、单管升膜蒸发实验装置功能观察流体水在升膜蒸发器内的流动状态（泡状流、弹型流、搅拌流和环状流）。
测量在不同流型下的对流传热系数及蒸汽的干度。
二、单管升膜蒸发实验装置设计参数传热系数：1000-5000 ( w/m.2.oC)。
液体流量：4~40L/h、常压操作。
水：装置自带不锈钢水箱，连接自来水。
实验时经离心泵进入测试管路，循环使用。
电：电压AC220V，功率2.5KW，标准单相三线制。
每个实验室需配置1~2个接地点（安全地及信号地）。
实验物料：清洁自来水，外配设备：无。
三、单管升膜蒸发实验装置主要设备1、304不锈钢蒸汽发生器：功率2.0KW，可调，带保温层。
蒸汽发生器设计有安全水封，消除安全阀失灵带来的安全隐患。
蒸汽发生器带有压力保护装置，压力可调节设置，能高低压报警。
2、304不锈钢加热段：φ22*750mm，功率0.2KW可调，带保温层。
3、玻璃观测段长度200mm石英玻璃视窗，观测视窗为双层玻璃结构，能保护观测安全，外包有机玻璃管防护。
4、304不锈钢测量段：φ18*500mm，功率0.2KW可调，带保温层。
5、304不锈钢液体冷却器：列管冷凝器，换热面积0.1m2 。
6、304不锈钢蒸汽冷凝器：列管冷凝器，换热面积0.1m2 。
7、单管升膜蒸发器尺寸，管内径14mm，管长1400mm。
套管外径57mm，管长1400mm。
8、LZB-10转子流量计：流量范围6～60L/h 。
9、不锈钢离心泵1台。
水循环真空泵，绝对压力≤3.3kpa。
10、原料箱，容积80L，304不锈钢材质。
11、主体温度、壁面温度、蒸汽温度热电偶6支。
12、宇电AI702M多路数字温度显示仪。
宇电AI518温度控制仪（带手动功能）。
13、正泰电器：接触器、开关、漏电保护空气开关。
14、仪表柜：测控、电器设备在实验架上。
15、外形尺寸：1500×550×1800mm（长×宽×高），外形为可移动式设计，带刹车轮，高品质铝合金型材框架，无焊接点，安装拆卸方便，水平调节支撑型脚轮。
蒸发器的设计计算
蒸发器的设计计算蒸发器设计计算已知条件：工质为R22，制冷量为3kW，蒸发温度为7℃。
进口空气的干球温度为21℃，湿球温度为15.5℃，相对湿度为56.34%；出口空气的干球温度为13℃，湿球温度为11.1℃，相对湿度为80%。
当地大气压力为Pa。
1.蒸发器结构参数选择选择φ10mm×0.7mm紫铜管，厚度为0.2mm的铝套片作为翅片，肋片间距为2.5mm，管排方式采用正三角排列，垂直于气流方向的管间距为25mm，沿气流方向的管排数为4，迎面风速为3m/s。
2.计算几何参数翅片为平直套片，考虑套片后的管外径为10.4mm，沿气流方向的管间距为21.65mm，沿气流方向套片的长度为86.6mm。
设计结果为每米管长翅片表面积为0.3651m²/m。
每米管长翅片间管子表面积为0.03m²/m。
每米管长总外表面积为0.3951m²/m。
每米管长管内面积为0.027m²/m。
每米管长的外表面积为0.m²/m。
肋化系数为14.63.3.计算空气侧的干表面传热系数1）空气的物性空气的平均温度为17℃。
空气在下17℃时的物性参数为：密度为1.215kg/m³，比热容为1005kJ/(kg·K)。
2）空气侧传热系数根据空气侧传热系数的计算公式，计算得到空气侧的干表面传热系数为12.5W/(m²·K)。
根据给定的数据，蒸发器的尺寸为252.5mm×1mm×10.4mm。
空气在最窄截面处的流速为5.58m/s，干表面传热系数可以用小型制冷装置设计指导式(4-8)计算得到，计算结果为68.2W/m2·K。
在确定空气在蒸发器内的变化过程时，根据进出口温度和焓湿图，可以得到空气的进出口状态点1和点2的参数，连接这两个点并延长与饱和气线相交的点w的参数为hw25kJ/kg。
dw6.6g/kg。
tw8℃。
四、蒸发器计算说明书-xs
蒸发器进口空气湿球温度
t1s
℃
查湿空气的焓湿图
15.
蒸发器进口空气含湿量
g/kg
根据蒸发器进口干、湿球温度查焓湿图确定
16.
进口空气密度
kg / m3
按进口空气温度查参数表确定
17.
空气循环量
m3/s
18.
经蒸发器空气焓降
kJ/kg
选定翅片管及管束布置方式
1）等边三角形叉排布置；2）顺排布置
19.
湿空气进、出蒸发器的平均含湿量
g/kg干空气
52.
湿空气的定压比热容
kJ/kg.℃
53.
析湿系数
54.
ρ’
55.
肋片折合高度
m
56.
翅片材料（铝片）导热率
w/m.K
通常取 =237 w/m.K
57.
翅片参数
58.
湿肋片效率
59.
肋片管表面效率
60.
空气侧当量放热系数
m2K/W
计算管内氟里昂蒸发放热系数
44.
出口空气焓值
i2
kJ/kg
45.
肋通系数
a
46.
接触系数
CF
47.
与冷表面相接触的饱和空气的焓值
iw”
48.
蒸发器出口空气干球温度
t2
℃
查湿空气的焓湿图
49.
出口空气状态含湿量
根据蒸发器出口干、湿球温度查焓湿图确定
50.
蒸发器出口空气湿球温度
t2s
℃
查湿空气的焓湿图
计算空气侧当量放热系数
51.
67.
紫铜管导热率
W/m.K
通常取
蒸发器设计说明书
KNO3水溶液三效并流蒸发系统设计摘要：蒸发是化工生产中重要的单元操作，普遍应用于化工、医药、食品等行业中。
本次课程设计的任务是设计三效并流蒸发装置，将10% KNO3溶液浓缩至40%，年处理量为5×104吨。
采用中央循环管型蒸发器。
设计工作主要包括工艺设计计算，蒸发器传热面积优化编程，蒸发器工艺尺寸的设计计算及辅助设备的选型计算，主要设备的强度校核，管道及各种连接件的选型，工艺流程图及蒸发器装配图的绘制。
关键词：三效并流蒸发装置；蒸发；KNO3Abstract: Evaporation is an important unit operation in chemical process. It finds wide application in such fields as chemical industry, pharmaceutical industry, food industry and so on.The task is to design a three-effect forward flow evaporation system to concentrate 20,000 ton/year of KNO3aqueous solution from 10% to 40%. Standard evaporator (evaporator with central circulation downcomer) was chosen. The major work includes calculation of the process parameters and the heat transfer area, determination of the size and structure of the evaporator, and selection of the ancillary facilities, as well as checking the strength of the main equipments and choosing appropriate pipes. The process flow chart and the assembly drawing of one evaporator were completed with the aid of Auto CAD.Keyword: Three-effect forward flow evaporation; evaporation; KNO3第一章概述1.1 蒸发操作的特点蒸发是将含有不挥发溶质的溶液加热至沸腾，使其中一部分溶剂汽化从而将溶液得到浓缩的过程。
(详全版)蒸发器热量与面积的计算规则
(详全版)蒸发器热量与面积的计算规则1. 引言本文档旨在详细阐述蒸发器热量与面积的计算规则，为设计、安装和运行蒸发器系统的相关人员提供参考。
本文档适用于各类蒸发器，包括工业用和商用蒸发器。
2. 热量计算2.1 热负荷计算蒸发器的热负荷是指在蒸发过程中，需要从物料中去除的热量。
热负荷的计算公式如下：\[ Q = m \cdot c \cdot (T_{in} - T_{out}) \]其中：- \( Q \) 表示热负荷，单位为千瓦（kW）；- \( m \) 表示物料的质量，单位为千克（kg）；- \( c \) 表示物料的比热容，单位为千克摄氏度（kg·℃）；- \( T_{in} \) 表示物料的入口温度，单位为摄氏度（℃）；- \( T_{out} \) 表示物料的出口温度，单位为摄氏度（℃）。
2.2 热量传递系数热量传递系数是指单位时间内通过单位面积的热量，与热负荷和换热面积之间的关系。
热量传递系数的计算公式如下：\[ U = \frac{Q}{A \cdot (T_{in} - T_{out})} \]其中：- \( U \) 表示热量传递系数，单位为瓦特每平方米（W/m²）；- \( Q \) 表示热负荷，单位为瓦特（W）；- \( A \) 表示换热面积，单位为平方米（m²）；- \( T_{in} \) 表示物料的入口温度，单位为摄氏度（℃）；- \( T_{out} \) 表示物料的出口温度，单位为摄氏度（℃）。
2.3 蒸发器热量计算蒸发器的热量计算需要考虑热负荷、热量传递系数和换热面积。
蒸发器的热量计算公式如下：\[ Q_{evap} = U \cdot A \cdot (T_{in} - T_{out}) \]其中：- \( Q_{evap} \) 表示蒸发器的热量，单位为千瓦（kW）；- \( U \) 表示热量传递系数，单位为瓦特每平方米（W/m²）；- \( A \) 表示换热面积，单位为平方米（m²）；- \( T_{in} \) 表示物料的入口温度，单位为摄氏度（℃）；- \( T_{out} \) 表示物料的出口温度，单位为摄氏度（℃）。
(新手版)蒸发器热量与面积计算公式的入门指南
(新手版)蒸发器热量与面积计算公式的入门指南1. 引言在化工、食品、医药等行业中，蒸发器是一种常用的设备，用于将液体中的溶剂蒸发掉，从而得到浓缩的溶液。
蒸发器的热量与面积计算是设计和操作蒸发器的重要依据。
本文将为您介绍蒸发器热量与面积计算的基本原理和入门方法。
2. 蒸发器热量计算蒸发器的热量计算主要是根据蒸发过程中所需的热量来进行的。
蒸发所需的热量与溶液的性质、蒸发器的类型和操作条件等因素有关。
以下是蒸发器热量计算的基本步骤：2.1 确定溶液的性质在计算蒸发器热量之前，首先需要了解溶液的性质，包括溶液的成分、初始浓度、最终浓度、沸点等。
2.2 选择蒸发器类型根据溶液的性质和生产需求，选择合适的蒸发器类型，如单效蒸发器、多效蒸发器、真空蒸发器等。
2.3 计算蒸发所需的热量根据溶液的性质和蒸发器类型，计算蒸发所需的热量。
常用的计算公式有：\[ Q = \frac{m \cdot H}{e} \]其中，\( Q \)表示蒸发所需的热量（kW）；\( m \)表示溶液的质量流量（kg/h）；\( H \)表示溶液的焓变（kJ/kg）；\( e \)表示蒸发器的蒸发效率。
3. 蒸发器面积计算蒸发器的面积计算是为了确定蒸发器的尺寸，以便满足生产需求。
蒸发器面积计算的基本步骤如下：3.1 确定蒸发器的生产能力根据生产需求，确定蒸发器的生产能力，如溶液的蒸发量（kg/h）。
3.2 选择蒸发器的型号和参数根据溶液的性质和生产需求，选择合适的蒸发器型号和参数，如蒸发器的有效面积、加热功率等。
3.3 计算蒸发器的面积根据蒸发器的型号和参数，计算蒸发器的面积。
常用的计算公式有：\[ A = \frac{Q}{P} \]其中，\( A \)表示蒸发器的面积（m²）；\( Q \)表示蒸发所需的热量（kW）；\( P \)表示蒸发器的加热功率（kW/m²）。
4. 总结本文为您介绍了蒸发器热量与面积计算的基本原理和入门方法。
升膜(蒸发器参数表)
平均温差℃
腐蚀裕度mm
总传热量J/h
腐蚀速率mm/a
传热系数W/㎡.K
换热面积㎡
污垢热阻
材
料
管程
密封要求㎡.K/W
壳程
静电接地
折
流
板
数量
安装检修要求
间距mm
设计寿命（年）
缺边位置和高度
支座形式
升膜（降膜）蒸发器参数表
壳程
管程
工
作
介
质
名称
换
热
管
推荐材料
组份
数量
规格
密度Kg/m³
排列形式
特性
盘
管
材料
粘度
中心圆直径
热敏性温度℃
保
温
推荐材料
进料量Kg/h
厚度mm
出料量Kg/h
容重Kg/m³
最高/低工作压力MPa
管束级别
设计压力MPa
管板与换热管连接方式
最高/最低工作温度℃
环境温度℃
设计温度℃
壳体壁温℃
蒸发器设计说明书
蒸汽发生器课程设计说明书学院：核科学与技术学院姓名：邹宇飞学号：2011151127指导老师：孙中宁时间：2014年11月22日前言在压水堆核电站中，蒸汽发生器是一回路系统中的一个主要设备，具有尺寸大、重量重、设计、制造复杂、作用大的特点，再设计和制造方面被称为当代热交换器技术的最高水平。
长期以来国际上压水堆核电站蒸汽发生器经常发生传热管腐蚀破损，在可靠性上存在严重问题，是核蒸汽供应系统的唯一致命弱点，保证蒸汽发生器的制造质量有助于提高其安全可靠性。
由于蒸汽发生器制造相当复杂，技术密集程度高，要求制造质量符合设计说明书上的要求，因此，设计说明书在蒸汽发生器的制造过程中就尤为重要。
本设计说明书是针对压水堆设计的立式U 型管自然循环蒸汽发生器。
作者在参考了孙中宁老师编写的《“蒸汽发生器”课程设计指导书》和《核动力设备》，在阅读了大量文献后，提出了蒸汽发生器的一种新的方案设计，并进行了论证。
通过强度计算和结构设计，确定了蒸汽发生器的结构尺寸，然后分别进行了蒸汽发生器的热力计算、水动力计算，希望能获得更佳的设计方案。
由于编者水平有限，实践经验不足，加之时间仓促，设计说明书中难免有疏漏和错误之处，诚恳希望读者批评指正。
邹宇飞2014年11月于哈尔滨目录第一章绪论 (02)第二章蒸汽发生器的设计与计算 (02)2.1 根据热平衡确定换热量 (02)2.2 管径的选取以及传热管面积确定 (03)2.3 管束结构的计算 (05)2.4 强度计算 (06)2.5 一回路水阻力计算 (09)2.6 二回路水循环阻力计算 (11)2.7 运动压头计算 (17)2.8 循环倍率的确定 (18)第三章结论与评价 (18)第四章参考文献 (19)附录1 蒸汽发生器热力计算表附录2 蒸汽发生器水力计算表附录3 蒸汽发生器强度计算表第一章 绪 论蒸汽发生器是产生汽轮机所需蒸汽的换热设备。
在核反应堆中，核裂变产生的能量由冷却剂带出，通过蒸汽发生器将热量传递给二回路工质，使其产生具有一定温度一定压力和一定干度的蒸汽。
双效升膜蒸发器毕业设计说明书
Na2(CO3)水溶液两效蒸发装置设计DESIGN DF 2-EFFECT EV APORATION EQUIPMENT FOR SODIUMCARBONARE SOLUTION专业: 过程装备与控制工程姓名:指导教师：申请学位级别: 学士论文提交日期: 2013年6月8号学位授予单位:摘要在化工、医药和食品等领域常涉及到关于溶液的浓缩和从溶液中制取溶剂的工艺，为实现这些工艺，常采用蒸发操作，即通过加热的方法，使含有不挥发溶质的溶液沸腾汽化并移出蒸汽，从而使溶液中溶质组成提高的单元操作。
进行蒸发操作的设备即为蒸发设备，蒸发设备的种类较多，特点不一，故根据不同的条件选取最优的蒸发设备显得尤为重要。
本次设计为依据所需浓缩的溶液、处理量、浓缩比、生蒸汽的压强等条件设计合适的蒸发器和辅助设备。
首先通过了解众多蒸发设备的特点，再根据本次设计的前提条件选用较优的蒸发设备，经过综合分析本设计选用升膜式蒸发器。
确定蒸发器类型后，根据相关资料和本次设计的前提条件对蒸发器的各项尺寸进行计算，并依此选取或设计各种部件，然后，再对重要部件进行强度校核，确保其能够达到工艺要求。
由于蒸发操作需要消耗大量的热能，如何提高热能的利用率就显得比较重要，通过参阅大量的文献，了解了许多节能措施，通过比较分析，本设计采用第一效蒸发器的冷凝水对原料液进行预热，预热设备选用套管式换热器。
由于本设计末效蒸发器采用真空蒸发，故需要采用真空设备对其进行抽真空，为减少真空设备的抽气量，即降低能耗，本设计对末效的二次蒸汽进行冷凝，采用混合式冷凝。
蒸发操作属于耗能较高的操作，蒸发设备将更多的趋于节能化。
关键词：蒸发器；升膜式蒸发器；双效蒸发器ABSTRACTIn the chemical, pharmaceutical and food, etc. often involves about the solution of concentrated and the solvent from the solution process of preparing for the realization of these processes, often with an evaporation operation, namely, by a method of heating the non-volatile solute containing boiling vaporization and removed from the steam, thereby improving the composition of the solute unit operation. Evaporation operation of the device is the evaporation plant, evaporation plant more types of different characteristics, so select the best under different conditions of evaporation equipment is very important.The design is based on concentrated solution required, the handling capacity, concentration ratio, raw steam pressure and other conditions to design suitable evaporator and auxiliary equipment.First, by understanding the many features of the evaporation plant, according to the design of the optimum choice precondition evaporation equipment, after a comprehensive analysis of the design uses rising film evaporator.Determine the evaporator type, according to the relevant information and the design of the preconditions for the size of the evaporator is calculated, and so select or design of various components, and then, and then the important parts strength check to ensure that it can meet process requirements.Due to evaporation operations consume a lot of energy, how to improve the utilization of energy becomes more important, by referring to the extensive literature, to understand the many energy-saving measures, through comparative analysis, the design uses first-effect evaporator condensate liquid of raw materials preheated equipment selection pipe heat exchanger.Since the design of the end-effect evaporator using vacuum evaporation, the device needs to be vacuum evacuated to reduce the amount of vacuum suction device, which reduces energy consumption, the design efficiency of the end of the secondary steam is condensed, the use of hybrid condensation.Evaporation operation is energy-consuming operation, evaporation plant will become more energy-saving.Keywords: evaporator; rising film evaporator; dual effect evaporator目录第一章绪论 (1)第一节蒸发概述 (1)第二节蒸发设备 (2)第三节物料的简介 (5)第四节蒸发器的选型 (5)第二章工艺计算 (6)第一节设计内容 (6)第二节工艺计算 (6)第三章蒸发器的结构设计 (12)第一节加热室的设计 (12)第二节接管设计 (17)第三节管箱结构设计 (21)第四节支座的选取 (23)第五节视镜的选用 (24)第六节蒸发器强度校核 (25)第四章蒸发器辅助设备的选择 (27)第一节原料液的预热器 (27)第二节冷凝器的设计 (31)第三节分离器的设计 (35)结论 (37)参考文献 (39)致谢 (40)第一章绪论第一节蒸发概述一、蒸发的简介蒸发即使液体汽化移出，工业上通常采用加热的方式强化蒸发，因为通过蒸发可以浓缩溶液和得到纯净的液体，所以蒸发这一操作在工业上应用比较广泛。
升降膜式蒸发器
1、升膜式蒸发器升膜式蒸发器的加热室由一根或数根垂直长管组成。
通常加热管径为25～50mm，管长与管径之比为100～150。
原料液预热后由薄膜蒸发器底部进入加热器管内，加热蒸汽在管外冷凝。
当原料液受热后沸腾汽化，生成二次蒸汽在管内高速上升，带动料液沿管内壁成膜状向上流动，并不断地蒸发汽化，加速流动，气液混合物进入分离器后分离，浓缩后的完成液由分离器底部放出。
这种蒸发器需要精心设计与操作，即加热管内的二次蒸汽应具有较高速度，并获较高的传热系数，使料液一次通过加热管即达到预定的浓缩要求。
通常，常压下，管上端出口处速度以保持20～50m/s为宜，减压操作时，速度可达100～160m/s。
升膜薄膜蒸发器适宜处理蒸发量较大，热敏性，粘度不大及易起沫的溶液，但不适于高粘度、有晶体析出和易结垢的溶液。
2、降膜式蒸发器降膜式蒸发器原料液由加热室顶端加入，经分布器分布后，沿管壁成膜状向下流动，气液混合物由加热管底部排出进入分离室，完成液由分离室底部排出。
设计和操作这种蒸发器的要点是：尽力使料液在加热管内壁形成均匀液膜，并且不能让二次蒸汽由管上端窜出。
用一根有螺旋型沟槽的导流柱，使流体均匀分布到内管壁上；是利用导流杆均匀分布液体，导流杆下部设计成圆锥型，且底部向内凹，以免使锥体斜面下流的液体再向中央聚集；是使液体通过齿缝分布到加热器内壁成膜状下流。
降膜式薄膜蒸发器可用于蒸发粘度较大，浓度较高的溶液，但不适于处理易结晶和易结垢的溶液，这是因为这种溶液形成均匀液膜较困难，传热系数也不高。
升膜蒸发器/降膜蒸发器/分子蒸馏海源生化质量第一薄膜蒸发器一、概述膜蒸发器是通过旋转刮膜器强制成膜，并高速流动，热传递效率高，停留时间短（约10~50秒），可在真空条件下进行降膜蒸发的一种新型高效蒸发器。
它由一个或多个带夹套加热的圆筒体及筒内旋转的刮膜器组成。
刮膜器将进料连续地在加热面刮成厚薄均匀的液膜并向下移动；在此过程中，低沸点的组份被蒸发，而残留物从蒸发器底部排出。
毕业设计双效板式蒸发装置设计说明书
蒸发量为1000kg/h的板式蒸发装置的设计摘要蒸发是化工、轻工、食品、医药等工业生产中常用的一种单元操作。
蒸发过程是溶剂汽化过程，由于溶剂汽化潜热很大，所以蒸发过程是一个大能耗单元操作。
随着能源危机的日益加重，能源节约日渐引起国内外越来越多的关注。
板式蒸发器是根据薄膜传热理论和板式换热器原理发展起来的一种高效、节能、新型蒸发设备，它与管式蒸发器相比，具有结构紧凑、传热效率高、易清洗等诸多优点。
本文根据已知条件对蒸发量为1000kg/h的板式蒸发装置进行了工艺计算及流程设计，并对板式蒸发器和分离器的结构进行了设计，同时，对蒸发装置辅助设备进行选型。
关键词：板式升膜蒸发器双效Design of Plate Evaporation Device of 1000 kg/hEvaporation CapacityABSTRACTEvaporation is commonly used in industrial production as a unit operation in chemical industry, light industry, food, medicine, etc..The evaporation process is the solvent evaporation process, the latent heat of solvent vaporization great, so the evaporation process is a large energy consumption of unit operations. With the ever increasing energy crisis, energy conservation is increasingly caused by more and more attention at home and abroad. Plate evaporator is based on the film heat transfer theory and plate heat exchanger principle developed a highly efficient, energy saving,a new evaporation plant, it is compared with the tube evaporator, with a compact, high efficiency heat transfer, easy to clean and many other advantages .1000kg / h plate evaporation device Based on the known conditions on the evaporation process of calculation and process design, and the plate evaporator and separator structure has been designed, at the same time, the evaporation plant auxiliary equipment selection.Key Words：Plate-style Rising film Evaporator Double-effect目录第一章前言................................................. 错误!未定义书签。
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《食品工程原理》课程设计目录一 《食品工程原理》课程设计任务书 .............................................. 错误!未定义书签。
(1)．设计课题 ....................................................................................................................... 2 (2)．设计条件 ....................................................................................................................... 2 (3).设计要求.......................................................................................................................... 2 (4).设计意义........................................................................................... 错误!未定义书签。
(5).主要参考资料 ................................................................................... 错误!未定义书签。
二 设计方案的确定 ............................................................................................................. 3 三 设计计算 ......................................................................................................................... 4 .总蒸发水量 ........................................................................................... 错误!未定义书签。
.加热面积初算 ....................................................................................... 错误!未定义书签。
（1）估算各效浓度 .............................................................................. 错误!未定义书签。
（2）沸点的初算 ................................................................................................................. 4 （3）温度差的计算 .............................................................................. 错误!未定义书签。
（4）计算两效蒸发水量1V ，2V 及加热蒸汽的消耗量1S .................. 错误!未定义书签。
（5）总传热系数K 的计算 .................................................................. 错误!未定义书签。
（6）分配有效温度差，计算传热面积 .............................................. 错误!未定义书签。
.重算两效传热面积 ............................................................................... 错误!未定义书签。
（1）第一次重算 .................................................................................. 错误!未定义书签。
计算结果 .............................................................................................. 错误!未定义书签。
四 蒸发器主要工艺尺寸的计算 .......................................................... 错误!未定义书签。
五 简图-----------------------------------------------------------------------------------------------------13 （1）工艺流程图-----------------------------------------------------------------------------------------13 （2）细节图-----------------------------------------------------------------------------------------------14一《食品工程原理》课程设计任务书(1)．设计课题：番茄汁浓缩工艺装置的设计计算(2)．设计条件：题目1：番茄汁低温浓缩工艺装置的设计设计任务及操作条件：生产能力：1170kg/h原料固形物含量：10%浓缩要求：使固形物质量分数浓缩至36%液加入温度料：25℃原料最高许可温度：58℃浓缩液经冷凝后出口温度：25℃加热介质：100℃的饱和蒸汽。
物料平均比热为kJ/(kg·K)，忽略浓缩热试设计一套双效升膜蒸发系统，满足上述工艺要求。
(3). 设计要求：1.设计一套双效升膜蒸发系统（满足上述工艺要求并包括料液输送系统，蒸发系统，冷凝水分离排除系统及真空系统）；2.提交设计计算说明书一份（应包括目录、设计计算任务书、设计方案的确定、各系统的设计计算及设备选型、简略的技术经济分析、参考文献资料等）；3.工艺布置简图一幅（可附在设计计算书上）；4.注意收集、阅读参考资料，形成设计方案；5.提交日期：2014年12月30日。
(4). 设计意义：1.蒸发可以除去番茄汁中的大量水分，减少包装、贮藏和运输费用。
蒸发还能提高番茄汁的糖分浓度，增加番茄汁的耐贮藏性。
选用升膜蒸发，果汁在蒸发器内经过一次加热、汽化、分离过程，不进行循环，在蒸发器内停留时间短，这对热敏性的番茄汁是有利的。
蒸发操作是一个能耗大的过程。
采用多效蒸发是降低能耗的最有效方法。
随着效数的增加，总蒸发量相同时所需新鲜蒸汽量减少，操作费用降低；但效数越多，设备费用越高，而且随着效数的增加，所节约的新鲜蒸汽量越来越少。
因此本次设计效数选为Ⅱ效。
2.当料液进入后效时会产生自蒸发，且番茄汁浓度依效序增加，高浓度番茄汁处于较低温度时对热敏性的番茄汁是有利的。
3.通过课程设计，要求学生综合运用本课程和前修课程基本知识，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，培养学生运用课本知识解决实际问题的能力，从而得到化工工程设计的初步训练，为以后更为复杂的设计打下良好的基础。
(5). 主要参考资料：1.夏清、陈常贵主编，姚玉英主审，化工原理,天津大学出版社，2005，12.华南理工大学化工原理教研组，化工过程及设备设计,华南理工大学出版社.19953.化工设备的选择与工艺设计，中南工业大学出版社. 19924.丛德滋等, 化工原理详解与应用, 化学工业出版社. 2002，7, 151-1585.张承翼李春英，化工工程制图，化学工业出版社. 19976.张桂昭，三效逆流加料蒸发器的设计，化工设计. 1996（6）：6-107.蒋迪清等，食品通用机械与设备，华南理工大学出版社，2001，7，111-138.各类化学工程学报、期刊、化工设备手册及其化工机械设备产品广告二设计方案的确定一．对果汁进行浓缩的好处：1.减少包装、运输和贮藏的费用；2.防止腐败；3.改善口感。
二.确定设计方案：考虑到高温会破坏果汁的品质，故采用真空低温蒸发来对番茄汁进行浓缩操作；由处理物料（原料）的性质及设计要求知，番茄汁黏度大、不易生泡沫，考虑到经济和效率问题，选用双效升膜蒸发系统，根据设计要求，采用并流双效升膜式蒸发器蒸发。
选用2m长φ38×3mm的无缝不锈钢管作加热管。
三 设计计算总蒸发水量0.10(1)1170(1)845.0/0.36ωω=-=⨯-=F P V F kg h加热面积初算 （1）估算各效浓度:第一效蒸发后：11111700.101170F F F V V ωω⨯==--由经验公式：1V : 2V =1:而 12845.0+==V V V解得: 1402.4/=V kg h2442.6/=V kg h115.24%ω=（暂取15%）（2）沸点的初算查表：T=100℃时，P=；T=25℃时，2P = 设两效蒸汽压强相等2101.33 3.168498.1616P P P kpa ∆=-=-=198.1616101.3352.249222P P P kpa ∆=-=-= 解得1P 时，查表沸点182.19ω=t ℃；225126ω=+=t ℃， 第二效加热蒸汽2T =1ωt —1==℃（3）温度差的计算①将该溶液当作蔗糖溶液处理，各效由于溶液的沸点升高引起的温度损失差为：第一效时：2211316.2(t 273)16.20.2r 2301.710ω⨯+''''∆=∆=⨯⨯a T 20.0162(82.19273)0.22301.7⨯+=⨯ 0.18=℃ 第二效时：2222316.2(t 273)16.20.84r 2432.710ω⨯+''''∆=∆=⨯⨯a T 20.0162(26273)0.842432.7⨯+=⨯ 0.50=℃⇒120.180.500.68''''''∆=∆+∆=+=℃ ②由液柱静压力引起的温度差损失: （取液层高度为2m ）第一效：111 1.06119.8252.249262.6522m ghp p KPa ρ⨯⨯=+=+=此压强下186.94m T =℃，111t 86.9482.19 4.75m T ω'∆=-=-=℃ 第二效：p 3.7622 1.15369.82/215.093m KPa =+⨯⨯=此压强下253.66m T =℃，22253.662627.66m T t ω'∆=-=-=℃⇒124.7527.6632.41'''∆=∆+∆=+=℃ ③取管路引起的损失121''''''∆=∆=℃ ⇒12112'''''''''∆=∆+∆=+=℃ ④各效料液的沸点和有效总温差各效温度差损失：Ⅰ效: 1111''''''∆=∆+∆+∆=++1=℃ Ⅱ效: 2222''''''∆=∆+∆+∆=++1=℃ 各效溶液的沸点：Ⅰ效: 111t t ω=+∆=+=℃ Ⅱ效: 222t t ω=+∆=26+=℃ 各效有效温差为：Ⅰ效: 11100t t ∆=-==℃ Ⅱ效:222t T t ∆=-=最大可能温差：1002575T ∆=-=℃损失温差：99.34231.325.018.0=+++=∆'''+∆''+∆'=∆℃ 有效总温差：1211.88+26.03=37.91t t t ∆=∆+∆=℃（4）计算两效蒸发水量1V ，2V 及加热蒸汽的消耗量1S由题意知料液平均比热为 3.5/K g F C KJ K =⋅， 查表得水的比热为 4.220/K g =⋅W C KJ K 作第一效热量衡算，得111111(S )s F F r T t V FC r r η-=+ 其中10.98η= 所以111111112258.42588.12(S )0.98(1170 3.50)0.962110.052301.72301.7η--=+=⨯+⨯⨯=-s F F r T t V FC S S r r----------------①同理作第二效热量衡算，得2122121222()s F W r t t V V V S FC C V r r η⎡⎤-=-=+-⎢⎥⎣⎦其中20.98η= 所以1112304.088.1255.16845.0(1170 3.50 4.220)0.982432.72432.7V V V ⎡⎤--=+⨯-⨯⨯⎢⎥⎣⎦----------------②整理得 1422.34/=V Kg h 代入①式可得：1553.42/=S Kg h由②式可得：21845.0422.34422.66/=-=-=V V V Kg h（5）总传热系数K 的计算第一效时：2211700.3810/0.7850.0321061.1360036004l l F u m s d πρ===⨯⨯⨯⨯40.0320.38101061.1219275.910l l el l du R ρμ-⨯⨯===⨯ 122553.420.1995/0.7850.032958.4360036004v v S u m s d πρ===⨯⨯⨯⨯40.0320.1995958.4216662.82410v v ev v du R ρμ-⨯⨯===⨯ 45.9103940 4.20.55l P rll C P μλ-⨯⨯===0.230.90.340.25e e r (1.3128)R R P ()()ll vi l v l v ld dλρμαρμ=+ 40.230.340.90.2540.551061.1 2.82410(1.31280.032)2192721666 4.2()()0.032958.4 5.910--⨯=+⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯ =491882W/(℃）⋅m饱和水蒸气的传热系数由下公式可求得：2313231/4v 40-4v 12258.4109.8958.40.68211.13() 1.13（）2.82410211.88rg L t ρλαμ⨯⨯⨯⨯==⨯∆⨯⨯⨯ =26291W /(℃）⋅m传热外表面的总传热系数K 由下公式计算：0010111i b d d K d dαλα=+⨯+⨯ -410.0030.03810.038=3.8810629117.40.032491880.032⨯⨯=++⨯⨯⨯⇒212578.38W /(=⋅K m ℃）同理可得，第二效时：2221170422.340.2230/0.7850.0321158.5360036004l l F u m s d πρ-===⨯⨯⨯⨯20.0320.22301158.53792.1810l l ell du R ρμ-⨯⨯===⨯222422.340.1503/0.7850.032971.0360036004v v S u m s d πρ===⨯⨯⨯⨯e 40.0320.1503971.0R 133363.50210ρμ-⨯⨯===⨯v vv vdu 2r 2.18103353P 1330.55l pl l u C λ-⨯⨯===0.230.90.340.25e e r (1.3128)R R P ()()ll vi l v l v ld dλρμαρμ=+ 40.230.340.90.2520.551158.5 3.50210(1.31280.032)37913336133()()0.032971.0 2.1810--⨯=+⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯ 12571= 2W/(℃）⋅m饱和水蒸气的传热系数由下公式可求得：2313231/4v 40-4v 22304109.8971.00.67471.13() 1.13（）3.50210226.03rg L t ρλαμ⨯⨯⨯⨯==⨯∆⨯⨯⨯ 24918/(℃）=⋅W m传热外表面的总传热系数K 由下公式计算：002111i b d d K d dαλα=+⨯+⨯410.0030.03810.038 5.0310491817.40.032125710.032-⨯⨯=++=⨯⨯⨯ ⇒ 221989.89/(=⋅K W m ℃）（6）计算传热面积为与加热蒸汽耗量符号S 区分，故以下面积符号采用S '112111111553.422258.4100011.332578.3811.883600⨯⨯'====∆∆⨯⨯S r Q S m K t K t 222222222422.342304.010005.22t t 1989.8926.033600Q S r S m K K ⨯⨯'====∆∆⨯⨯重算两效传热面积 （1）第一次重算由于两效传热面积相差太大，故应调整各效的有效温度差，并重复上述计算步骤再算重新分配有效温度差211221211.3311.88 5.2226.037.1411.8826.03S t S t S m t t ''∆+∆⨯+⨯'===∆+∆+0111022211.3311.8818.857.145.2226.0319.037.14'∆⨯'∆===''∆⨯'∆==='S t t CS S t t CS校正各效沸点、蒸发水量和传热量因第二效完成液沸点不变，所以255.16=t ℃第二效加热蒸汽温度为2255.1619.0374.19'+∆=+=t t ℃ 该温度下对应的汽化热r=Kg第一效二次蒸汽温度122174.19175.19''=+∆+=+=T t t ℃1111700.115.24%1170402.4F F F V ωω⨯===--由1ω和1T '得第一效沸点111=75.190.1875.37T T '''+∆=+=℃ 该温度下对应的汽化热r=Kg ，12==0.98ηη111111()s F F r T T V S Fc r r η-=+12258.42575.37(1170 3.5)0.982331.952331.95S -=+⨯⨯⨯ =1S ----------------①2122121222()s F W r T t V V V S FC C V r r η⎡⎤'-⎢⎥=-=+-⎢⎥⎣⎦1112304.075.3755.16845.0(1170 3.50 4.220)0.982432.72432.7V V V ⎡⎤-⇒-=+⨯-⨯⨯⎢⎥⎣⎦----------------②①②解得：121428.6/845.0428.6416.4/542.9/==-==V kg hV kg h S kg h211111222222542.92258.410007.012578.3818.853600428.62321.4010007.301989.8919.033600⨯⨯'==='∆⨯⨯⨯⨯'===∆⨯⨯S r S m K t S r S m K t两效的传热面积比较接近，故不在重算考虑留适当设计余量，通常加大10~15%,取2128.3S S m ''==计算结果四 蒸发器主要工艺尺寸的计算（1）加热室 传热管数目8.3423.140.0322根π'===⨯⨯S n dL管子采用正三角形排列8根===c n 采用胀管法，取t= t==×38=57mm 取b '=b '==×38=57mm 加热室的直径(1)257(81)257513'=-+=⨯-+⨯=c D t n b mm圆整后，取加热室直径D 为550mm. （2）分离室分离室体积计算式为:UWV ρ3600=()钟产生的二次蒸汽量；即每立方米分离室每秒蒸发体积强度，密度，某效蒸发器的二次蒸汽流量，某效蒸发器的二次蒸汽分离室体积，,/m ;/m k -;/k ;3333s m U g h g W m V ⋅---ρ其中，U 为蒸发体积强度，一般允许值为()s m /m 1.5 1.1～33⋅，在此取()s m /m 1.233⋅。