食品工程原理课程设计-双效平行流降膜蒸发器设计

授课时间: 2012-2013年双效平行流降膜蒸发器设计课程名称: 化工原理课程设计等级: 食品科学与工程2010年3.1每种效果的估计蒸发量和完成的液体浓度3.4蒸发器传热区域估算课程名称: 化学工程原理课程设计填充时间: _2011_Year_12_Month_2_Day食品工程原理课程设计课程设计任务设计主题: 双效并流蒸发器设计与设计条件: 采用双效平行流进料将汁液的11％浓缩至46 ％. 蒸发量: 18000 kg / h;第一效加热蒸汽压力: 67.48 kPa（绝对压力）；冷凝器绝对压力: 8.173 kPa；第一效蒸发器的总传热系数: 1100 K）；第二效果蒸发器的总传热系数: 850设计内容: 计算蒸发器传热面积设计的基本要求，任务和研究问题. 通过课程设计，要求学生全面使用本课程的基础知识和整合的先决条件课程. 3.独立思考，在规定的时间内完成指定化学单元操作的设计任务，从而获得化学工程设计的初步培训. 完成设计方案的介绍，蒸发工艺设计的计算，并绘制工艺流程图. 11日，完成设计规范. 设计计划简介化学原理课程的设计要求我们全面利用化学原理，化学设备机械基础，化学仪器自动化等课程以及相关的前提课程，以完成主要基于化学单元操作的项目设计. 主要内容包括化工技术设计和化工设备的结构设计.

因此，我们将进行设计技能的基础培训，以训练学生使用所学的书籍知识来解决实际问题. 食品工程原理课程设计通过课程设计双效蒸发器的原理，需要能够综合利用本课程的基础知识和集成与完成的前提课程，并在规定的时间内完成指定的化学设计任务，从而获得化工设计方面的初步培训. 蒸发操作条件的确定主要是指确定蒸发器加热的蒸汽的压力（或温度），冷凝器的工作压力（或温度）的确定以及蒸发操作条件的正确选择. ，对于确保产品质量和减少能耗极为重要. 本课程设计是双重效果的并发设计. 工艺计算及主要设备的选择； 3.1每种作用的估计蒸发量和每小时完成的液体水分蒸发的浓度: 1369546-物料蒸发器夜间的浓度，质量百分比； W——水蒸发量kg / h“通用化学装置的设计” 153取W1: W2 = 1: 1.1 = 6521.739（kg / h）W2 = 18000-6521.739 = 7173.913（kg / h）其中，W1——第一效蒸发量，kg / h W2-第一效蒸发量，kg / h二次蒸汽浓度652118000 1118000 = 17.25％相关参数原料液体总量: 18000kg / h = 41.4二次热《食品工程原理》第741页上的饱和水蒸气计的蒸汽参数值如下: 压力（kPa）汽化潜热（kg）影响加热蒸汽P = 67.48 = 2282.845影响二次蒸汽P = 29.811 = 2333.054有效加热蒸汽P = 28.536 = 2335.565有效次级蒸汽P = 8.173 = 42908冷凝蒸汽P = 7.752 = 412400 .3.2估算每种有效溶液的沸点和有效总温差-管道流量引起的温差阻力，f ood工程原理课程设计溶液的液层高度m（标题设置为液层高度6m）在常压下11％蔗糖溶液的沸点变化与普通果汁相同. 因此，采用插值法来提高室温下果汁的沸点. 690162 2397273 42 0162 7069 4342（kJ / kg）效应加热蒸汽P = 67.48 = 892282.845 = 2329.879效应次级蒸汽P = 29.811 = 2333.054效应加热蒸汽P = 28.536 = 682335.565 = 2392.887效应次级蒸汽P = 8.173 = 42908冷凝蒸汽P = 7.752 = 412400.3.3每种效果的加热蒸汽消耗和蒸发水量的初步计算，如果焓平衡公式中包含溶液的能量当蒸发器的热量减少和热量损失时，仍然有必要考虑蒸发一般的热利用系数溶液，可以分别得到第i个效应溶液和第i-1个效应溶液的沸点0.94-0.7x kgkJ kgkJ；利用率是无量纲的. 对于加热蒸汽的消耗，可以列出各种有效的焓平衡计算公式，该公式= 0.98食品工程原理课程设计= 0.98进料，= 3.91kJ /（kg. ），PW = 4.187kJ /（kg. ），检查教科书附录9 = 2125.4kJ / kg，沸点进料= 0.982329.879 / 2333.054 = 0.98，因此2392.887 / 2397.908 +（180003.91- 4.187）（70.118-43.992）/2397.908] = 0.933 = 6999.23 kg / h 6833.08 kg / h 3.4蒸发器传热面积的估算有效传热速率方程为: = 6833.082329.879 1000/3600 = 4.42 10 18118 7089 212882 181100 10 42 = 6696.422392.887 1000/3600 = 4.45 10 24992 4368 218008 24850 10 45误差为05 21880 maxmin误差很小，在误差允许范围内，因此计算出的每种效应的蒸发面积是合理的.

每种效果溶液的浓度没有显着变化，因此无需计数. . 考虑到各种损失，安全系数取为1.1 = 1.1212.80 = 234.08 = 1.1218.06 = 239.87冷凝器加热蒸汽温度（）89 67 42工作压力Pi（KPa）67.48 27.307 8.173溶液沸点ti 70.118 43.992完成液体浓度（％）17.25 46蒸发水Wi Kg / h 6696.42 6999.23蒸汽产生D Kg / h 6833.08传热面积Si 234.08239.87. 工艺尺寸计算4.1加热管和加热室的选择4.1.1加热管的选择和管数根据“通用化学装置的设计”第162页，蒸发器通常采用382.5mm不锈钢无缝钢管. 根据设计任务，管长L =9. 确定加热管的规格和长度后，可通过以下公式编号1038 14 1038 14初步估算所需的管. L——管长，m应用（L-0.1）m4.1.2加热室壳体直径的计算: 管中心距离一般为外径的1.25-1.5倍，采用正方形布置，管中心距离为1.25 38 = 48毫米. 绘制了加热室的数量和加热管的数量. 具体方法是首先计算管束中心线上的管数nc. 当将管子布置成正方形时: n c1 = 1.19 18 221 c21.19 18 226 5738-从最外管子的中心到壳体内壁的距离，内径为8801000 1748 8801000 1748尺寸确定流体的入口和出口. 流体入口和出口的内径通过以下公式计算. 如果每个效果器的大小相同，请根据第一个效果器的流速确定接管.

流体的流速为0.8m / s； 10793600 18000因此，请使用90X2.5mm尺寸的管. 食品工程原理课程设计加热蒸汽入口和第二蒸汽出口的每种作用的结构是一致的. 二次蒸汽的体积流量应具有较大的影响. 流体的流量为40m / s，4014/360023，因此使用610X6.0mm的管. 冷凝水在冷凝水出口处的排出通常属于液体的自然流，喷嘴的直径应由各效用的加热蒸汽的较大消耗来确定. 流体的流量为0.1m / s 10003600 08，因此使用168X4.0mm尺寸的管. 在气液分离器的蒸发操作期间，大量的液体被夹带在二次蒸汽中. 尽管在分离室中进行了初步分离，但是为了防止有用产品的流失或防止冷凝物冷凝，仍需要安装气液分离器. 泡沫中的液体会聚集并与二次蒸汽分离，因此是气液分离器或除雾器. 有很多类型. 我们选择了惯性除雾器. 其工作原理是，当带有液滴的次级蒸汽突然改变运动方向时，由于惯性，液滴与蒸汽分离. 流体的流速为25m / s. 惯性分离器的主要尺寸可以根据以下关系确定: D0 = D1; D1: D2: D3 = 1: 1.5: 2 D3h = 0.4〜0.5 D1 D0 -------二级蒸汽管直径，m距离，m食品工程原理课程设计2514 360042 D0 = 245D1 = 245mm D2 = 367.5 mm D3 = 490mm H = 490mm h = 98mm选择次级蒸汽流出管: mm除雾器盖管道: mm蒸汽冷凝器蒸汽冷凝器的作用是将次级蒸汽与冷却水冷凝.

当二次蒸汽是需要回收或会严重污染冷却水的贵重产品时，应使用隔墙冷却器. 当二次蒸汽是水蒸汽且不需要回收时，可以使用直接接触式冷凝器. 二次蒸汽直接与冷凝液接触进行热交换，冷凝效果好，被广泛使用. 现在使用多孔板式蒸汽冷凝器: 通过计算，可以计算出进入冷凝器的二次蒸汽的体积流量，以获得冷凝器的直径D 2014 36006999.23和D = 377mm. 计算结果总结了表物料的液体处理能力，kg / h 4716蒸发水量，kg / h 4000单位数量项目效果蒸发器效果蒸发器进料浓度4.5％6.31％进料温度61.1进料量kg / h4716 2047.68二次蒸汽压力MPa 0.021 0.008蒸汽温度61.1 41.4输出浓度6.31％28％输出kg / h 2047.68 716食品工程原理课程设计产品输出，kg / h 716蒸汽消耗，kg / h 2047.68冷凝水消耗，kg / h 78700有效蒸发器直径，m 1.6有效蒸发器直径，m 1.8有效蒸发器传热面积，13.68有效蒸发器传热面积，70.56有效蒸发器高度，m 3.2有效蒸发器高度，m 3.6加热管尺寸，mm上循环管直径，m0.32下循环管直径，m 0.52加热蒸汽入口管直径双效蒸发器的原理，mm 219影响二次蒸汽出口入口管直径，mm 245影响二次蒸汽流出让管道直径，mm 325分配器惯性疏水阀冷凝器水射流冷凝器设备的工艺和设备（1）食品工程原理的设备流程图课程设计（2）食品工程原理的单效蒸发器素描课程设计贾少一柴成敬局长化工原理课程设计[M]. 天津: 天津大学出版社，2002. 更换加热器[M]. 重庆: 重庆大学出版社，1990. 塔机设备设计[M]. 上海: 上海科学技术出版社，1988. 化工设备设计[M]. 北京: 化学工业出版社，1991. 机械工程手册（第二版）[M]. 北京: 机械工业出版社，1997. 史军主编，化学工程手册[M]. 北京: 化学工业出版社，1996. 化学装置工艺与设备课程设计[M]. 北京: 化学工业出版社，2006. 陈应南，刘玉兰主编. 常用化学装置的设计[M]. 广东: 华东理工大学，2005年. 《设计综述》是在研究化学工业的共性基础上发展起来的.

本课程是技术基础课程. 它主要研究化学生产中的物理处理过程. 根据其操作原理的通用性，将其概括为几个“单元操作”. 研究对象由两部分组成: 过程和设备. 为了使学生掌握典型的化学单元操作知识，例如流体运输，液体搅拌，过滤，沉降，传热，蒸发，精馏，吸收，干燥等，让我们掌握常规的工程处理方法. 这次蒸发操作完成了. 蒸发操作广泛用于化学，制药，食品，生物和其他生产中. 这表明蒸发在实际生产寿命中的作用极为重要. 考虑到蒸发的重要性，我们对蒸发过程的设计做了具体说明. 在老师的努力指导下，我们成功地完成了蒸发课程的设计. 双效蒸发器是基于低温运行和节能的浓缩设备. 它已被广泛用于中药行业，特别是用于热敏材料的低温真空浓缩. 目前是中药提取物浓缩过程中常用的设备. 在课程设计过程中，我们了解将理论与实践相结合的重要性. 课程设计使我们有机会运用我们在实践中学到的知识来真正解决实际问题. 从食品工程原理课程的课程设计中，我学习了如何选择合适的双效蒸发设备. 在本课程设计工作的过程中，由于我们没有设计经验，并且对理论基础知识的掌握不牢，因此设计中不可避免地会出现诸如此类的问题，例如: 如果计算可能会出现错误. 是一个紧密连接或分步计算的错误会更大，并且查表和计算的准确性不准确；这些都暴露了早期在这些方面缺乏知识和经验. 对我来说，最大的收获就是方法和能力；分析和解决问题的人. 最重要的是，我学会了如何独立完成与实践相结合的设计，并培养了综合应用化学原理课程和其他课程的理论知识并将理论与实践联系起来，并运用生产知识解决实际问题的能力. 工程方面的问题，我以后会更加努力. 我非常感谢这样的机会！

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