降膜蒸發(fā)器的設(shè)計

1、食品工程原理課程設(shè)計說明書降膜蒸發(fā)器的設(shè)計姓名： 學(xué)號： 班級： 2013年 12月 27日一 食品工程原理課程設(shè)計任務(wù)書一 食品工程原理課程設(shè)計任務(wù)書2(1)設(shè)計課題3(2)設(shè)計條件3(3).設(shè)計要求3(4).設(shè)計意義3(5).主要參考資料3二 設(shè)計方案的確定4三 設(shè)計計算43.1.總蒸發(fā)水量43.2.加熱面積初算4（1）估算各效濃度4（2）沸點的初算5（3）溫度差的計算5（4）計算兩效蒸發(fā)水量，及加熱蒸汽的消耗量 6（5）總傳熱系數(shù)K的計算7（6）分配有效溫度差，計算傳熱面積93.3.重算兩效傳熱面積9（1）.第一次重算93.4 計算結(jié)果10四.簡圖12(1)設(shè)計課題：番茄汁濃縮工藝裝置的

2、設(shè)計計算(2)設(shè)計條件：題目1：番茄汁低溫濃縮工藝裝置的設(shè)計設(shè)計任務(wù)及操作條件生產(chǎn)能力：1500kg/h原料固形物含量：10%濃縮要求：使固形物質(zhì)量分數(shù)濃縮至36%液加入溫度料：25原料最高許可溫度：58濃縮液經(jīng)冷凝后出口溫度：25加熱介質(zhì)：100的飽和蒸汽。物料平均比熱為3.50 kJ/(kg·K)，忽略濃縮熱試設(shè)計一套雙效降膜蒸發(fā)系統(tǒng)，滿足上述工藝要求。 (3).設(shè)計要求：1.設(shè)計一套雙效降膜蒸發(fā)系統(tǒng)（滿足上述工藝要求并包括料液輸送系統(tǒng)，蒸發(fā)系統(tǒng)，冷凝水分離排除系統(tǒng)及真空系統(tǒng)）；2.提交設(shè)計計算說明書一份，（應(yīng)包括目錄、設(shè)計計算任務(wù)書、設(shè)計方案的確定、各系統(tǒng)的設(shè)計計算及設(shè)備選型、

3、簡略的技術(shù)經(jīng)濟分析、參考文獻資料等。須打?。?.工藝布置簡圖一幅（可附在設(shè)計計算書上）；4.注意收集、閱讀參考資料，形成設(shè)計方案；5.提交日期：2013年12月27日。(4).設(shè)計意義(5).主要參考資料1. 夏清、陳常貴主編，姚玉英主審，化工原理,天津大學(xué)出版社，2005，1 2. 華南理工大學(xué)化工原理教研組，化工過程及設(shè)備設(shè)計,華南理工大學(xué)出版社.19953. 化工設(shè)備的選擇與工藝設(shè)計，中南工業(yè)大學(xué)出版社. 19924. 叢德滋等, 化工原理詳解與應(yīng)用, 化學(xué)工業(yè)出版社. 2002，7, 151-1585. 張承翼 李春英，化工工程制圖，化學(xué)工業(yè)出版社. 19976. 張桂昭，三效逆流加

4、料蒸發(fā)器的設(shè)計，化工設(shè)計. 1996（6）：6-107. 蔣迪清等，食品通用機械與設(shè)備，華南理工大學(xué)出版社，2001，7，111-138. 各類化學(xué)工程學(xué)報、期刊、化工設(shè)備手冊及其化工機械設(shè)備產(chǎn)品廣告二 設(shè)計方案的確定一對果汁進行濃縮的好處：1.減少包裝、運輸和貯藏的費用；2.防止腐敗；3.改善口感。二.確定設(shè)計方案：考慮到高溫會破壞果汁的品質(zhì)，故采用真空低溫蒸發(fā)來對番茄汁進行濃縮操作；由處理物料（原料）的性質(zhì)及設(shè)計要求知，番茄汁黏度大、不易生泡沫，考慮到經(jīng)濟和效率問題，選用雙效降膜蒸發(fā)系統(tǒng)，根據(jù)設(shè)計要求，采用并流雙效降膜式蒸發(fā)器蒸發(fā)。選用2m長38×3mm的無縫不銹鋼管作加熱管。三

5、 設(shè)計計算3.1.總蒸發(fā)水量3.2.加熱面積初算（1）估算各效濃度:第一效蒸發(fā)后由經(jīng)驗公式：1:1.1而 解得 15.24%（暫取15%）（2）沸點的初算查表：T=100時，P=101.33kpa；T=25時，=3.1684kpa設(shè)兩效蒸汽壓強相等查的時，沸點；，第二效加熱蒸汽=1=81.19（3）溫度差的計算將該溶液當作蔗糖溶液處理，有沸點的溫度損失差為：第一效時：第二效時：對于降膜式蒸發(fā)器，不存在由液柱靜壓力引起的溫度差損失，即取管路引起的損失，第一效沸點 82.19+0.18+0=82.37有效溫差 10082.37=17.63第二效沸點 26+0.50+0=26.50有效溫差 81.1

6、926.50=54.69有效總溫差 效數(shù)二次蒸汽壓強（kpa）二次蒸汽溫度（）二次蒸汽汽化熱（kj/kg）152.249282.192301.723.7622262432.7（4）計算兩效蒸發(fā)水量，及加熱蒸汽的消耗量 由題意知溶液比熱為，查表得水的比熱為作第一效熱量衡算，得其中所以-同理作第二效熱量衡算，得-其中所以 整理得 代入式可得：由式可得：（5）總傳熱系數(shù)K的計算查表得不銹鋼管的導(dǎo)熱率為濃度151029.2361153.6第一效時：由降膜蒸發(fā)器的管內(nèi)沸騰傳熱系數(shù)的關(guān)聯(lián)式有：41828飽和水蒸氣的傳熱系數(shù)由下公式可求得：4332傳熱外表面的總傳熱系數(shù)K由下公式計算： ）第二效時：同理可得

7、： 飽和水蒸氣的傳熱系數(shù)由下公式可求得：傳熱外表面的總傳熱系數(shù)K由下公式計算： ）（6）分配有效溫度差，計算傳熱面積10082.37=17.6381.1926.50=54.693.3.重算兩效傳熱面積（1）.第一次重算由于兩效傳熱面積相差太大，故應(yīng)調(diào)整各效的有效溫度差，并重復(fù)上述計算步驟再算重新分配有效溫度差校正各效沸點、蒸發(fā)水量和傳熱量因第二效完成液沸點不變，所以6第二效加熱蒸汽溫度為第一效二次蒸汽溫度由和得第一效沸點=63.38 解得：兩效的傳熱面積比較接近，故不在重算3.4 計算結(jié)果1.加熱面積留適當?shù)挠嗔浚蕯U大13，取S=5.2蒸發(fā)器序號加熱面積蒸發(fā)水量加熱蒸汽消耗量第一效第二效5.

8、25.2528.2555.1617.28528.2總和10.41083.31145.484 蒸發(fā)器主要工藝尺寸的計算（1）加熱室傳熱管數(shù)目 管子采用正三角形排列采用脹管法，取t=1.5d0 t=1.5d0=1.5×38=57mm取b=1.5d0 b=1.5d0=1.5×38=57mm加熱室的直徑 圓整后，取加熱室直徑D為300mm.（2）分離室第一效蒸發(fā)：取分離室高度為1.0m 由附錄查得溫度63.22蒸汽的密度為0.1568kg/m3，所以二次蒸汽的體積流量為取允許的分離室蒸發(fā)體積強度Vs為1.2m3/（m3·s）分離室直徑高徑之比在12范圍內(nèi)。第二效蒸發(fā)取分離室高度為1.5m 由附錄查得26蒸汽的密度為0.02696kg/m3，所以二次蒸汽的體積流量為取允許的分離室蒸發(fā)體積強度Vs為1.2m3/（