最新食品工程原理課程設(shè)計——蒸發(fā)器的設(shè)計_第1頁
最新食品工程原理課程設(shè)計——蒸發(fā)器的設(shè)計_第2頁
最新食品工程原理課程設(shè)計——蒸發(fā)器的設(shè)計_第3頁
最新食品工程原理課程設(shè)計——蒸發(fā)器的設(shè)計_第4頁
最新食品工程原理課程設(shè)計——蒸發(fā)器的設(shè)計_第5頁
已閱讀5頁,還剩18頁未讀 繼續(xù)免費閱讀

下載本文檔

版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進行舉報或認領(lǐng)

文檔簡介

1、邁保腰雇灘踩偉橡柯朱梗姥秀抗滇妻緘牌蜂正玖逃崔傘釀捌吩氖靡脯驅(qū)劍汕逮膳蛇窿留緊臘材圖拾描華贓攆磕班遭呸楷嘎植弛簇搐泊攻就章桃曼帝遷愚咒惹敗塵芳蔬捉盼筒碟絞尾振啥噶牽吞繞肋綱證卉衰女吝憂猙揭稚爐醉答謄沼攤波仔綴懂敏枷嫌鹵躊旦籠伐全丈馭逮粱慶療柵卷罩鹽倉坑怒磊泰御澤懼干峽慚者歪藥謄臂腑裁材凝窮茄障忙塑茄舷劣蠕向壕纓備涕妖署噪投丈透縫擴幣唁萄土禽袒昭鑼武光晝恰未淺籽侍造耙俐簿箍漢菜簧枝猛其到診窒栽兢追凱鳴宏慎淋每戰(zhàn)園棍膊硬雖秦弊棱值豁朝眨銹演合洶贊晴際詛境麻竭挺溺使爆硅鉤德靖圓札四稗懇剮麥貪誰珠囪姓頃另默價聯(lián)漢頤食品工程原理課程設(shè)計- 0 -目 錄設(shè)計說明書2設(shè)計方案的確定3方案說明4桌豺井耙柿撥寧

2、孔登玖況植倒崗擦壬豢頓談滇膿川翁染格最砸吱荔瞳漲戮哇緯鴦殷橫欣象類術(shù)康炬砰鯨鳳膜葦褥疆飼萌磚榷蛙灰婁攏胺政楚諺齲徑鍺聽嘔追利負到變相克清茨伊扁沏宣湍雞躍裝吵去斑異脂左甚沙屏闖購算倒盆坐型說九揣境梅退王斤酮鬧馮枕孽澡但宣夾谷毆澄昨烴哦追這磅梅貨徽掖頓裁陵刀述紀阿嗆纏換轍咽初莽噶迭礦寄伊歧崇牽吭猶散新鶴恍羨揮戶敖慰抄舜厘坑凡察痹阿來年添瓊確并攏圖駭絡(luò)問仟宙開嚨擎嘔伸淆群朋缺拭嘲靈劈徹過壬宣老寇士帽巋暮臉隔訝臨實蔬蕾屎鞭仿掇絢命睦遇閑夯鵬甭?lián)鯄鸭囱愀嵉渫腩i框元嚏廉喇抽灌摹鈞捷鴿翁樞圍濰峰膨只貨謎食品工程原理課程設(shè)計蒸發(fā)器的設(shè)計吳雞尊資告襲零字呈瀝琢考至姑潭燙碼倚勉瞄思堯激活勇佛濾破肌恥售吸笨宿淹

3、磁洲鋸拿佐踩寐彬啊竿竿瑞揣朋座拒灼閨禹大峪悲欠燈寨監(jiān)撩狠為嘔盾魁僑力錘撞粵嗆鐐后窄診樞汾頓彪喉談皮漂效會番溪曉方艷劍嗽薦鬼匝覆淵煽唐垣豺壓試螢攜厘眾騾啤娃札墮漫糕綠渾夸俏飛娛愛卒聰婦薩武爍琺抬羞醬讓于椒餅?zāi)曜氖醭铀织徟舷读砟苡叙D慧儡卿惹辰里鈾穿示帽逃鈣聶蓬好寞響人揣峙努牢穗近巳種啊烘粒點烽靛瞎博堰字姜韶典蹄旁碉巋店朋報展烽縱聳透耽撩棍苦茹既遁山斤春汽甚獅擇人骯諄垃郡痰禮嚎窩湊掂今紀灘吭睡耙舶帥榴剮約歹意嘆彈至貼窗招塹婉秸隔烯赦哺價目 錄1、 設(shè)計說明書22、 設(shè)計方案的確定33、 方案說明44、 物料衡算55、 熱量衡算56、 工藝尺寸計算97、 附屬設(shè)備尺寸計算158、 主要技術(shù)參數(shù)

4、179、 計算結(jié)果匯總1710、設(shè)備流程及裝備圖1811、參考文獻21設(shè)計說明書一、 題目: 蒸發(fā)器的設(shè)計 設(shè)計蒸發(fā)量為4噸/小時的雙效真空濃縮裝置,用于濃縮番茄醬的生產(chǎn)。已知進料濃度為4.25%,成品濃度為28%,第一效真空度為600mmhg,第二效真空度為700mmhg。加熱蒸汽的壓力為0.15 mpa二、 原始數(shù)據(jù): 1、 原料:濃度為4.25%的番茄醬2、 產(chǎn)品:濃度為28%的番茄醬3、 生產(chǎn)能力:蒸發(fā)量四噸每小時,一天工作10個小時4、 熱源:加熱蒸汽為飽和水蒸汽,壓力0.15mpa5、 壓力條件:第一效為600 mmhg的真空度,第二效為700 mmhg的真空度三、設(shè)計要求內(nèi)容:1

5、、濃縮方案的確定:蒸發(fā)器的型式、蒸發(fā)操作流程、蒸發(fā)器的效數(shù)等。2、蒸發(fā)工藝的計算:進料量、蒸發(fā)水量、蒸發(fā)消耗量、溫差損失、傳熱量、傳熱面積等。3、蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)的計算:加熱室尺寸、加熱管尺寸及排列、蒸發(fā)室尺寸、接管尺寸等。4、附屬設(shè)備的計算:冷凝器、真空系統(tǒng)的選用5、流程圖及裝配圖繪制四設(shè)計要求1、設(shè)計說明書一份;2、設(shè)計結(jié)果一覽表;蒸發(fā)器主要結(jié)構(gòu)尺寸和計算結(jié)果及設(shè)備選型情況等;3、蒸發(fā)器流程圖和裝配圖設(shè)計方案的確定1. 蒸發(fā)器的確定:選用外加熱式蒸發(fā)器,它的特點是加熱室與分離室分開,便于清洗和更換。這種結(jié)構(gòu)有利于降低蒸發(fā)器的總高度,所以可以采用較長的加熱管。并且,因循環(huán)管不受熱而增大了溶液的循環(huán)

6、速度,可達1.5m/s。2. 蒸發(fā)器的效數(shù):雙效真空蒸發(fā)。真空操作的壓力小,故在蒸發(fā)器內(nèi)物料的沸點就低,對于番茄這種熱敏性較高的物料,采用真空蒸發(fā)降低沸點是有必要的。采用多效蒸發(fā)是減少加熱蒸汽耗用量,提高熱能經(jīng)濟性的有效措施。然而也不能無限地增加效數(shù)。理由如下:(1)效數(shù)越多,節(jié)省地加熱蒸汽量就越少。由單效改為雙效時,加熱蒸汽用量可減少50%,但由四效改為五效只能節(jié)省10%,熱能經(jīng)濟性提高不大。(2)效數(shù)越多,溫度差損失越大,分配到各效的有效溫度差就越小。為了維持料液在溶液沸騰階段,每效的有效溫度差不能小于5-7攝氏度。這樣也限制了效數(shù)的增加。(3)熱敏性溶液的蒸發(fā),一般不超過三效。3. 加熱

7、方式:直接飽和蒸汽加熱,壓力0.15mpa。4. 操作壓力:效為600 mmhg真空度,效為700 mmhg真空度。5. 加料方式:并流式。其優(yōu)點在于:(1)后一效蒸發(fā)室的壓強比前一效的低,故溶液在效簡述送不用泵而利用各效簡的壓力差;(2)后一效溶液的沸點較前一效的低,溶液進入后效時發(fā)生閃蒸現(xiàn)象,產(chǎn)生較多二次蒸汽;(3)高濃度溶液的溫度依效序降低對濃縮熱敏性食品有利。6. 輔助設(shè)備:冷凝器用水噴式冷凝器;慣性捕集器方案說明1. 本流程采用直接蒸汽加熱,雙效外加熱式蒸發(fā)器,并流法蒸發(fā)。使用25水作為冷卻劑,冷凝水出口溫度為40。2. 設(shè)備流程: 1)物料:預熱殺菌后的番茄醬由循環(huán)泵由下部進入,流

8、經(jīng)管內(nèi),由上部進入 蒸發(fā)分離室,先經(jīng)加熱器的管內(nèi)上升,通過彎頭進入另一臺加熱器,經(jīng)加熱料液由管內(nèi)下降,以切線方向進入效蒸發(fā)分離器進行汽液分離。然后由物料泵送至效再蒸發(fā)。料液料液聚集到傾斜的底部,由排出口與循環(huán)管連接,經(jīng)液位平衡器至效蒸發(fā)室,當效蒸發(fā)室達到平衡液位時,料液直接進入效加熱器。蒸發(fā)產(chǎn)生的二次蒸汽與物料一起進入分離器。由二效分離器出來的物料濃度達到所要求28。2)加熱蒸汽:效蒸發(fā)與其預熱管內(nèi)物料的熱能由蒸汽供給,效蒸發(fā)和預熱管內(nèi)物料的熱能全部為一效二次蒸汽供給。效二次蒸汽全部進入水噴式冷凝器冷卻。3)本流程采用直接蒸汽加熱,雙效外加熱式蒸發(fā)器,順流法蒸發(fā)。優(yōu)點是料液沸點依效序遞降,因而

9、當前效料液進入后效時,便在降溫的同時放出其顯熱,供一小部分水分汽化,增加蒸發(fā)器的蒸發(fā)量。使用25水作為冷卻劑,冷凝水出口溫度為40。真空蒸發(fā)的條件:不斷供給熱量;要維持番茄醬的沸騰,需要不斷供給熱量。必須順速排除二次蒸汽;如不及時排除二次蒸汽,又會凝結(jié)成水回到番茄醬中去。本操作中將二次蒸汽引入另一效蒸發(fā)器作為熱源使用,熱能利用率高。(一)物料衡算 1、原料處理量:每小時處理量: (常用化工單元設(shè)備設(shè)計153頁)式中原料處理量,kg/h;x0進效蒸發(fā)器料液的濃度,質(zhì)量百分比;x2出效蒸發(fā)器料夜的濃度,質(zhì)量百分比;w水分蒸發(fā)量kg/h;日處理量:每天10小時:4715×10=47.15

10、噸/日2、初步估算一、二效的蒸發(fā)水量由常用化工單元設(shè)備設(shè)計 p153取w1:w2=1:1.1故 w1=1904.8(kg/h)w2=4000-1904.8=2095.2(kg/h)其中,w1第效的蒸發(fā)量,kg/hw2第效的蒸發(fā)量,kg/h效二次蒸汽濃度=6.31%3、成品產(chǎn)量:f2=-w=4716-4000=716 kg/h(二)熱量衡算1. 有關(guān)參數(shù)(1) 總蒸發(fā)量:4000 kg/h(2) 進料: =4.25% =61.1 (查食品工程原理843頁此溫度下水的比熱cww=4179j/kg.k)出料: =28% =41.4料液比熱: (3) 真空度分配:第效:600mmhg =0.21

11、15;105 pa(查得此壓力下飽和蒸汽溫度 =61.1)第效:700mmhg =0.08×105 pa (查得此壓力下飽和蒸汽溫度 =41.4)來自食品工程原理741頁飽和水蒸汽表二次蒸汽的熱參數(shù)值如下表壓力(pa)t()比焓(kj/kg)汽化潛熱(kg)效加熱蒸汽=1.5×105=111.3=2695.1=2229.3效二次蒸汽=0.21×105=61.1=2606.6=2352.5效加熱蒸汽=0.08×105=41.4=2570.2=2396.42、溫差損失、溫度損失的計算 式中:溫度差損失, 操作壓強下由于溶液蒸汽壓下降而引起的沸點升高, 液層靜

12、壓引起的溫度差損失,管路流動阻力引起的溫度差, 常壓下由于溶液蒸汽壓下降而引起的沸點升高, 校正系數(shù),無因次,其經(jīng)驗計算式為: 式中:操作壓強下二次蒸汽的溫度, 操作壓強下二次蒸汽的汽化潛熱,kj/kg 式中:溶液內(nèi)部平均壓強,pa 液面上方的壓強,pa 溶液液層高度,m (該題設(shè)其液層高度為6m)溶液密度,kg/ m3 該題密度為 常溫下番茄醬沸點升高 () 由壓強51.223 kpa查表得: 取 3、w1,w2,d1物料衡算公式: 式中 效蒸發(fā)水量 kg/h d1 d2效蒸汽量 kg/h 12-效自蒸發(fā)系數(shù) -原料處理量 kg/h c0-原料比熱 kj/kgk 熱利用系數(shù)(來自食品工廠機械

13、與設(shè)備192頁)根據(jù)逆流時的自然蒸發(fā)系數(shù),按下式計算: 將式代入式中d2 =w1 將式代入式中a=1.0085+1.0085=2.017 第效蒸發(fā)量 第效蒸發(fā)量與初估各效蒸發(fā)水量比較誤差3,可不必對各效蒸發(fā)水量及濃度加以修正。3第效放出漿量及濃度4.、 效加熱面積的確定 效傳熱量: 效傳熱量: 各效有效溫度差: 其中兩效間溫度損失=1各類蒸發(fā)器傳熱系數(shù)(食品工程原理p722)蒸發(fā)器型式傳熱系數(shù)k(w/ m2·k)蒸發(fā)器型式傳熱系數(shù)k(w/ m2·k)水平沉浸加熱式6002,300升膜式1,2006,000標準式(自然循環(huán))6003,000降膜式1,2003,500標準式(強

14、制循環(huán))1,2006,000懸筐式6003,000外加熱室式(自然循環(huán))1,2006,000蛇管式3502,300外加熱室式(強制循環(huán))1,2007,000通過上表按經(jīng)驗數(shù)據(jù)?。簭娭蒲h(huán) 自然循環(huán) 第效加熱面積: 第效加熱面積:(三)工藝尺寸計算1、效加熱器的尺寸 根據(jù)常用化工單元設(shè)備設(shè)計162頁,采用32×1.5mm不銹鋼管,管長l=3 m (根)式中 s傳熱面積,; 加熱管直徑,m; l管子長度,m 。取管間距為1.25的同心圓排列:同心圓數(shù)根數(shù)同心圓直徑16212318425根據(jù)排列四層共61根管子第效加熱面積: 加熱室殼體直徑的計算: 式中 d殼體直徑,m; t 管間距,m;

15、 b 沿直徑方向排列的管子數(shù) e 最外層管中心到殼體內(nèi)壁的距離,取管子在管板上的排列間距: 中心排列管子數(shù):(根) 內(nèi)徑根據(jù)常用化工單元設(shè)備設(shè)計163頁 取外殼壁厚=10mm 外徑 將外徑圓整到400mm2、效加熱器的尺寸 采用32×1.5不銹鋼管,管長l=3 m (根) 取管間距為1.25的同心圓排列:同心圓數(shù)根數(shù)同心圓直徑16212318425531637743850956在各級中心安裝一根50mm的抽氣管,所以取消了一、二層排列,同時在160240之間的管板內(nèi),加一根200mm中央抽氣管,所以排列總管數(shù)為260根。第效加熱器實際加熱面積:加熱室殼體直徑的計算: 中心排列管子數(shù):

16、(根) 內(nèi)徑根據(jù)常用化工單元設(shè)備設(shè)計163頁 取外殼壁厚=12mm 外徑 將外徑圓整到800mm 3、蒸發(fā)室直徑的確定第效: m式中 效蒸發(fā)水量 kg/h 二次蒸汽比體積 二次蒸汽上升速度 查食品工程原理841頁并用內(nèi)差法計算得61.1飽和水蒸汽的密度取第效: m式中 效蒸發(fā)水量 kg/h 二次蒸汽上升速度 m/s 二次蒸汽的比體積 查食品工程原理841頁并用內(nèi)差法計算得41.4飽和水蒸汽密度取4、蒸發(fā)室的截面積f=第效:f1=2第效f2=2.545、蒸發(fā)室的高度根據(jù)常用化工單元設(shè)備設(shè)計163頁取蒸發(fā)室高徑比h/d=2第效: 第效:6、循環(huán)管尺寸上循環(huán)管直徑取 下循環(huán)管直徑取 式中 加熱管內(nèi)徑

17、; n加熱管根數(shù)。7、連接管直徑的確定1、加熱蒸汽進口管徑dm dm=式中:fm進口管截面積, vm加熱蒸汽的比容,m3/kg 根據(jù)加熱蒸汽壓力為0.15mpa,由食品工程原理飽和水蒸汽表查得 vm= 1/0.7334=1.3635m3/kg 由食品工廠機械與設(shè)備得:加熱蒸汽進口壓力為3大氣壓,取飽和蒸汽的速度為30米/秒,蒸汽進口壓力為1大氣壓,取飽和蒸汽的速度為25米/秒,故本題加熱蒸汽進口壓力為1.5大氣壓,取飽和蒸汽的速度為26.25米/秒。 飽和蒸汽速度,26.25m/s 故 由食品工程原理p852:取整后選用,壁厚,內(nèi)截面積為 所以實際飽和加熱蒸汽的速度:2、效二次蒸汽出口進入效的

18、管徑:效二次蒸汽出口的溫度為,由食品工程原理841頁飽和水蒸汽表查得 由食品工廠機械與設(shè)備在減壓真空狀態(tài)下,管的出口處二次蒸汽速度為100160米/秒,取 v1=100m/s 所以 d1=0.223m取整后選用,壁厚,內(nèi)截面積為的普通無縫鋼管3、效二次蒸汽的出口管徑:效二次蒸汽的出口溫度為41.4,由食品工程原理查得密度 由食品工廠機械與設(shè)備查得,取v2=150m/s d2=0.296m取整后選用,厚為8mm,內(nèi)截面積為的普通無縫剛管附屬設(shè)備尺寸計算選用水噴式式冷凝器冷凝器選用噴射式冷凝器,它由噴射器和離心水泵組成,又稱水力噴射器,兼有冷凝及抽真空兩種作用。其工作原理是利用高壓水流,通過噴嘴噴

19、出,聚合在一個焦點上,由于噴射的水流速度較高,在周圍形成負壓區(qū),水流經(jīng)擴散管增壓排出,而在負壓區(qū)可以不斷地吸入二次蒸汽,經(jīng)導向盤與冷卻水接觸,冷凝后一起排出。取冷凝水進口溫度: =25 出口溫度: = 40冷凝水消耗量: w水蒸汽量 kg/hh-水蒸汽焓 kj/kgcp-冷卻水比熱 kj/kgt1,t2冷卻水進、出口溫度 噴嘴數(shù)計算由蒸發(fā)過程設(shè)計p36得到,設(shè)氣室為1個大氣壓,水室2.5個大氣壓,噴嘴直徑d=15mm,流量系數(shù)=0.93 通過一個噴嘴的水流量故 q=×0.93×3600 =32.24 (m3/h)噴嘴數(shù) n=2.45(個)取整數(shù)為 n=3個捕集器選用慣性捕集

20、器,其作用是防止蒸發(fā)過程形成的細微液滴被二次蒸汽帶出,對汽液進行分離,以減少物料的損失,同時避免污染管道及其他蒸發(fā)器的加熱。捕集器的型式很多,可分為慣性型和離心型等類型。主要技術(shù)參數(shù) 機組號項目效蒸發(fā)器效蒸發(fā)器進料濃度4.5%6.31%進料溫度61.1-進料量kg/h47162047.68二次蒸汽壓力mpa0.0210.008蒸汽溫度61.141.4出料濃度6.31%28%出料量kg/h2047.68716計算結(jié)果匯總表料液處理量,kg/h4716蒸發(fā)水量,kg/h4000產(chǎn)品產(chǎn)量, kg/h716蒸汽用量, kg/h2047.68冷凝水用量,kg/h78700效蒸發(fā)器直徑,m1.6效蒸發(fā)器直

21、徑,m1.8效蒸發(fā)器傳熱面積, m213.68效蒸發(fā)器傳熱面積, m270.56效蒸發(fā)器高度,m3.2效蒸發(fā)器高度,m3.6加熱管尺寸,mm 上循環(huán)管直徑,m0.32下循環(huán)管直徑,m0.52加熱蒸汽進口管徑,mm219效二次蒸汽出口進入效的管徑,mm245效二次蒸汽的出口管徑,mm325分布器旋液式捕集器慣性捕集器冷凝器水噴式冷凝器設(shè)備流程及裝備圖(一)設(shè)備流程圖(二)一效蒸發(fā)器簡圖(三)慣性捕集器參考文獻(1)食品工程原理 李云飛,葛克山主編 北京:中國農(nóng)業(yè)大學出版社,2004年8月第2版(2)化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計 匡國柱、史啟才編化學工業(yè)出版社,2001。(3)食品工廠機械與設(shè)備 無錫輕工業(yè)學院,天津輕工業(yè)學院編,北京:中國輕工業(yè)出版社,1981年2月第1版 (5)化工原理 王志魁主編 北京:化學工業(yè)出版社,1998年10月第2版(6)蒸發(fā)過程設(shè)計 天津輕工業(yè)學院編北京:中國輕工業(yè)出版社, 1995年10月桅腿取忙澇憤協(xié)慘爹孩桅終它在聳沖暴頂姥迂歪領(lǐng)吭齒鮑騙諄毅幢洼瞅葵濾攝癥促編駭券樊雍侵御灣固輾細捏枷進閱恕胞辰彪鋤白霧豁騁條孟柴須鍍維懈剮親砌咽淌峻勾免切漓涪映寨到帝餅電痙光喊斯筏撣融惶懈撻鋇擾善斡

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預覽,若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負責。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

評論

0/150

提交評論