升膜蒸發(fā)器設(shè)計計算說明書樣本

資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請聯(lián)系改正或者刪除?！妒称饭こ淘怼氛n程設(shè)計目錄一《食品工程原理》課程設(shè)計任務(wù)書 2(1)．設(shè)計課題 2(2)．設(shè)計條件 2(3).設(shè)計要求 2(4).設(shè)計意義 3(5).主要參考資料 3二設(shè)計方案的確定 3三設(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 4(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 11四蒸發(fā)器主要工藝尺寸的計算 11五簡圖13(1)工藝流程圖13(2)細節(jié)圖14一《食品工程原理》課程設(shè)計任務(wù)書(1)．設(shè)計課題:番茄汁濃縮工藝裝置的設(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:1170kg/h原料固形物含量:10%濃縮要求:使固形物質(zhì)量分?jǐn)?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℃物料平均比熱為3.50kJ/(kg·K),忽略濃縮熱試設(shè)計一套雙效升膜蒸發(fā)系統(tǒng),滿足上述工藝要求。(3).設(shè)計要求:1.設(shè)計一套雙效升膜蒸發(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、簡略的技術(shù)經(jīng)濟分析、參考文獻資料等);3.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:12月30日。(4).設(shè)計意義:1.蒸發(fā)能夠除去番茄汁中的大量水分,減少包裝、貯藏和運輸費用。蒸發(fā)還能提高番茄汁的糖分濃度,增加番茄汁的耐貯藏性。選用升膜蒸發(fā),果汁在蒸發(fā)器內(nèi)經(jīng)過一次加熱、汽化、分離過程,不進行循環(huán),在蒸發(fā)器內(nèi)停留時間短,這對熱敏性的番茄汁是有利的。蒸發(fā)操作是一個能耗大的過程。采用多效蒸發(fā)是降低能耗的最有效方法。隨著效數(shù)的增加,總蒸發(fā)量相同時所需新鮮蒸汽量減少,操作費用降低;但效數(shù)越多,設(shè)備費用越高,而且隨著效數(shù)的增加,所節(jié)約的新鮮蒸汽量越來越少。因此本次設(shè)計效數(shù)選為Ⅱ效。2.當(dāng)料液進入后效時會產(chǎn)生自蒸發(fā),且番茄汁濃度依效序增加,高濃度番茄汁處于較低溫度時對熱敏性的番茄汁是有利的。3.經(jīng)過課程設(shè)計,要求學(xué)生綜合運用本課程和前修課程基本知識,進行融會貫通,獨立思考,在規(guī)定的時間內(nèi)完成指定的化工單元操作的設(shè)計任務(wù),培養(yǎng)學(xué)生運用課本知識解決實際問題的能力,從而得到化工工程設(shè)計的初步訓(xùn)練,為以后更為復(fù)雜的設(shè)計打下良好的基礎(chǔ)。(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,,12.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.,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,,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.改進口感。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,選用雙效升膜蒸發(fā)系統(tǒng),根據(jù)設(shè)計要求,采用并流雙效升膜式蒸發(fā)器蒸發(fā)。選用2m長φ38×3mm的無縫不銹鋼管作加熱管。三設(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:(暫取15%)(2)沸點的初算查表:T=100℃時,P=101.33kpa;T=25℃時,=3.1684kpa設(shè)兩效蒸汽壓強相等解得時,查表沸點℃;℃,第二效加熱蒸汽=—1=82.19-1=81.19℃蒸汽壓力/KPa溫度/℃汽化熱/(KJ·Kg-1)Ⅰ效加熱蒸汽101.331002258.4Ⅰ效二次蒸汽52.249282.192301.7Ⅱ效加熱蒸汽50.081.192304.0Ⅱ效二次蒸汽3.7622262432.7進冷凝器蒸汽3.1684252435.0(3)溫度差的計算①將該溶液當(dāng)作蔗糖溶液處理,各效由于溶液的沸點升高引起的溫度損失差為:/％1536/K0.20.84g/1．06111.1585第一效時:℃第二效時:℃℃②由液柱靜壓力引起的溫度差損失:(取液層高度為2m)第一效:此壓強下℃,℃第二效:此壓強下℃,℃℃③取管路引起的損失℃℃④各效料液的沸點和有效總溫差各效溫度差損失:Ⅰ效:4.75+0.18+1=5.93℃Ⅱ效:27.66+0.50+1=29.16℃各效溶液的沸點:Ⅰ效:82.19+5.93=88.12℃Ⅱ效:26+29.16=55.16℃各效有效溫差為:Ⅰ效:100-88.12=11.88℃Ⅱ效:81.19-55.16=26.03℃最大可能溫差:℃損失溫差:℃有效總溫差:℃(4)計算兩效蒸發(fā)水量,及加熱蒸汽的消耗量由題意知料液平均比熱為,查表得水的比熱為作第一效熱量衡算,得其中因此①同理作第二效熱量衡算,得其中因此②整理得代入①式可得:由②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15％1061.136％1158.5第一效時:由管內(nèi)沸騰傳熱系數(shù)的關(guān)聯(lián)式有:49188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:℃)同理可得,第二效時:由管內(nèi)沸騰傳熱系數(shù)的關(guān)聯(lián)式有: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)計算傳熱面積為與加熱蒸汽耗量符號S區(qū)分,故以下面積符號采用3.3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,因此℃第二效加熱蒸汽溫度為℃該溫度下對應(yīng)的汽化熱r=2321.40KJ/Kg第一效二次蒸汽溫度℃由和得第一效沸點℃該溫度下對應(yīng)的汽化熱r=2331.95KJ/Kg,=0.9491-86.68①②①②解得:兩效的傳熱面積比較接近,故不在重算考慮留適當(dāng)設(shè)計余量,一般加大10~15%,取3.4計算結(jié)果蒸發(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8.38.3428.6416.4542.9428.6總和16.6845.0971.5四蒸發(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=1.5d0t=1.5d0=1.5×38=57mm取=1.5d0=1.5d0=1.5×38=57mm加熱室的直徑圓整后,取加熱室直徑D為550mm.(2)分離室分離室體積計算式為:其中,U為蒸發(fā)體積強度,一般允許值為,在此取。將工藝計算中二次蒸氣的溫度和流量以及根據(jù)溫度所查得的二次蒸氣的密度列于下表:效次ⅠⅡ二次蒸汽溫度(℃)75.1926二次蒸汽流量(kg/h)428.6416.4二次蒸汽密度(kg/m3)0.24350.0245為方便起見,各效分離室的尺寸均取一致,因此體積V取最大值。確定需考慮的原則:①②③在允許的條件下分離室的直徑應(yīng)盡量與加熱室相同根據(jù)取得五.簡圖(1)工藝流程圖(2)細節(jié)圖①雙效升膜蒸發(fā)器:蒸發(fā)器選取理由:溶液以液膜的形式一次經(jīng)過加熱室,不進行循環(huán)。傳熱效率高,蒸發(fā)速度快,溶液在蒸發(fā)器內(nèi)停留時間短,因而特別適用于熱敏性物料的蒸發(fā)。②金屬絲除沫器:除沫器選取理由:選用金屬絲除沫器,利用液體的慣性使氣液分離,以除去液沫,二次蒸汽經(jīng)過多層金屬絲網(wǎng),液滴黏附于金屬絲網(wǎng),二次蒸汽透過,易于達到99%以上的除沫效率。③填料式冷凝器:1.冷水2.二次蒸汽3.冷凝水4.不凝氣5.噴嘴6.填料冷凝器選取理由:選用填料式冷凝器,冷凝器中裝有一定高度的填料層,填料層由許多