食品工程原理课程设计蒸发器的设计

课程设计

授课时间：2012—— 2013年度第2学期

题目双效并流降膜式蒸发器设计

课程名称：化工原理课程设计_________

专业年级：食品科学与工程2010级 __________ 学号：________ 1005100220 _________________ 姓名：_________ 王鹏________________

指导教师：_____________ 谢毅黄丽________________

2013年7月11日

3.1估计各效蒸发量和完成液浓度 ............................................................................. -3 - 第5章蒸发装置的辅助设备 ................................................................................................ -10 -

-16 - -16 -

目录

第1章设计方案简介 ................................................................ -2 - 第2章工艺流程图及说明 ............................................................ -3 -

第3章 工艺计算及主体设备选型； .................................................. -3 -

3.4蒸发器的传热面积估算 ...................................................... -7 - 4 2接管尺寸的确定 ............................................................ -9 -

4 2 1溶液进出口 ........................................................ - 9 - 4 2 2加热蒸气进口与二次蒸汽出口 ................................... - 10 -

4 2 3冷凝水出口 ........................................................ - 10 -

5 1气液分离器 ............................................................... -10 - 5 2蒸汽冷凝器 .............................................................. -11 -

5 21由计算可知，进入冷凝器的二次蒸汽的体积流量可计算得到冷凝器的直径 D .-11 -

第6章参考文献 第7章设计评述

课程名称： 化工原理课程设计

填写时间：2011年 12月2日

第1章设计方案简介

化工原理课程设计要求我们综合运用化工原理、化工设备机械基础、化工仪表自动化等课程及有关先修课程所学知识，完成以化工单元操作为主的一次工程

（常用化工单元设备设计 153页）

设计，主要内容包括化工工艺设计和化工设备结构设计。 从而对我们进行一次设 计技能的基本训练，培养学生综合运用所学的书本知识解决实际问题的能力。

通过课程设计，要求能够综合运用本课程和前修课程的基本知识进行融会贯 通，并在规定的时间内完成指定的化工设计任务， 从而得到化工工程设计的初步 训练。蒸发操作条件的确定主要指蒸发器加热蒸汽的压强（或温度）

，冷凝器的

操作压强（或温度）的确定，正确选择蒸发的操作条件，对保证产品质量和降低 能耗极为重要。本课程设计是双效并流设计。

第2章工艺流程图及说明

第3章工艺计算及主体设备选型;

3.1估计各效蒸发量和完成液浓度

每小时水分蒸发量：

x 0

••• W F 1 0

x2

W 18000 1

規

13695

'

52

kg/h

式中F o —原料处理量，kg/h ;

X o ――进I 效蒸发器料液的浓度，质量百分比;

X 2――出U 效蒸发器料夜的浓度，质量百分比; W ――水分蒸发量kg/h ;

由《常用化工单元设备设计》P153

取W1:W2=1:1.1

18000

故W1= =6521.739 (kg/h)

1 1.1

W=18000-6521.739=7173.913(kg/h)

其中，W――第I效的蒸发量，kg/h

W――第U效的蒸发量，kg/h

18000"%=17.25% I效二次蒸汽浓度x 暑二

F o W1 18000 6521.739

有关参数

(1)原料液总量：18000 kg/h

(2)进料：x1=11% 「=89C

出料：x2=46% T2=41.4 °C

来自《食品工程原理》741页饱和水蒸汽表

.3.2估计各效溶液的沸点和有效总温度差

f a

t m t0

式中：——温度差损失，C

――操作压强下由于溶液蒸汽压下降而引起的沸点升高，C

—液层静压引起的温度差损失，C

0.0162 69 273 2

2333.054

0.145 0.118 ( °C)

0.0162 42 273 2

2397.908

1.48 0.992( C)

1 2 1 ( C )

两效果汁的11 1 1 169 0.118 0 1 69

t 2 = 2 2 242 0.992 0

沸点分别为：70.118 C

1 4

2 43.992 C

――管路流动阻力引起的温度差，C

a常压下由于溶液蒸汽压下降而引起的沸点升咼，

C

f ――校正系数，无因次，其经验计算式为：

f 0.0162(T 273)2

r

式中：

T ――操作压强下二次蒸汽的温度，C

――操作压强下二次蒸汽的汽化潜热，kJ/kg

m 0 gh

P P 2

式中：

P m――溶液内部平均压强，Pa

p 液面上方的压强，Pa

h 溶液液层咼度，m (该题设其液层咼度为6m)

溶液密度，kg/ m3

常压下，11%的蔗糖溶液水果原汁沸点变化情况与一般果汁相同故使用内插法

常温下果汁沸点升高al 0.145 C a2 1.48 C

由于静压强，降膜式蒸发器：1= 2=0( C )