设计任务书
1、设计题目：年处理量为 5000 吨木瓜浆蒸发器装置的设计； 一套三效降膜式的蒸发器装置，要求将固形物含量3.2%的桃浆溶液浓缩到30%，原料液沸点进料。第一效蒸发器的饱和蒸汽温度为103℃，冷凝器的绝对压强为20kPa。 2、操作条件：
（1）木瓜浆固形物含量：入口含量3.2%，出口含量30%；
（2）加热介质：温度为103℃的饱和蒸汽，各效的冷凝液均在饱和温度下排出，假设各效传热面积相等，并忽略热损失； （3）每年按300天计，每天20小时连续生产。 3、设计任务：
（1）设计方案简介：对确定的工艺流程及蒸发器型式进行简要论述。 （2）蒸发器的工艺计算：确定蒸发器的传热面积。 （4）蒸发器的主要结构尺寸设计。
（3）绘制蒸发装置的流程图，并编写设计说明书。
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目录
设计任务书 .......................................................... 1 第1章 绪 论 ...................................................... 3
1.1蒸发技术概况 ............................................. 3
1.1.1蒸发.................................................. 3 1.1.2发生条件.............................................. 3 1.1.3蒸发的两个基本过程.................................... 3 1.1.4影响因素.............................................. 3 1.1.5影响蒸发的主要因素.................................... 5 1.2蒸发设备 ................................................. 5 1.2.1蒸发器 ................................................ 5 1.2.2蒸发器分类 ............................................ 5 1.2.3蒸发器的特点 .......................................... 6 1.3蒸发操作的分类 .......................................... 10 1.4蒸发在工业生产中的应用 .................................. 10
第2章 设计方案 .................................... 10
2.1蒸发器的选择 ............................................ 11 2.2蒸发流程的选择 .......................................... 11 2.3操作条件 ................................................ 12
第3章 蒸发器的工艺计算 ............................ 12
3.1估计各效蒸发量和完成液浓度 .............................. 12 3.2估计各效溶液的沸点和有效总温度 .......................... 12 3.3 加热蒸汽消耗量和各效蒸发器水量的初步计算................ 15 3.4蒸发器传热面积的估算 .................................... 16 3.5有效温差的分配 .......................................... 16 3.6校正 .................................................... 17 3.7设计结果一览表 .......................................... 21
4.蒸发装置的结构计算…….………………………………………………………….21 4.1降膜式蒸发器计算…………………………………………………………………….21 4.2降膜式蒸发器装配图………………………………………………………………….23
符号说明 ............................................ 24 参考文献 ............................................ 25 结束语 .............................................. 25
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第一章 绪论
1.1蒸发技术概况
1.1.1蒸发
蒸发是使含有不挥发性溶质的溶液沸腾汽化并移出蒸汽，从而使溶液中溶质的浓度提高的单元操作。
1.1.2发生条件
蒸发在任何温度下都能发生。 蒸发过程吸收热量，蒸发致冷。 1.1.3蒸发的两个基本过程
蒸发两个基本过程的两个必要组成部分是加热料液使溶剂水沸腾和不断除去汽化产生的水蒸气。一般前一部分在蒸发器中进行，后一部分在冷凝器中完成。
工程上，蒸发过程只是从溶液中分离出部分溶剂，而溶质仍留在溶液中，因此，蒸发操作即为一个使溶液中的挥发性溶剂与不挥发性溶质的分离过程。由于溶剂的汽化速率取决于传热速率，故蒸发操作属传热过程，蒸发设备为传热设备，但是，蒸发操作与一般传热过程比较，有以下特点：
1、传热性质：属于壁面两侧流体均有相变化的恒温 传热过程。 2、溶液性质：热敏性、腐蚀性、结晶性、结垢性、泡沫、粘度等。 3、沸点升高：当加热蒸气一定时，蒸发溶液的传热温度差要小于蒸发纯水的温度差。
4、泡沫挟带：二次蒸气中带有大量泡沫，易造成物料损失和冷凝设备污染。
5、能源利用：二次蒸气的利用是蒸发操作中要考虑的关键问题之一。 1.1.4影响因素
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影响蒸发快慢的因素：温度、湿度、液体的表面积、液体表面上的空气流动等。
水由液态或固态转变成汽态，逸入大气中的过程称为蒸发。而蒸发量是指在一定时段内，水分经蒸发而散布到空中的量。通常用蒸发掉的水层厚度的毫米数表示，水面或土壤的水分蒸发量，分别用不同的蒸发器测定。一般温度越高、湿度越小、风速越大、气压越低、则蒸发量就越大；反之蒸发量就越小。土壤蒸发量和和水面蒸发量的测定，在农业生产和水文工作上非常重要。雨量稀少、地下水源及流入径流水量不多的地区，如蒸发量很大，极易发生干旱。而且在任何温度下都可以蒸发。从微观上看，蒸发就是液体分子从液面离去的过程。由于液体中的分子都在不停地作无规则运动，它们的平均动能的大小是跟液体本身的温度相适应的。由于分子的无规则运动和相互碰撞，在任何时刻总有一些分子具有比平均动能还大的动能。这些具有足够大动能的分子，如处于液面附近，其动能大于飞出时克服液体内分子间的引力所需的功时，这些分子就能脱离液面而向外飞出，变成这种液体的汽，这就是蒸发现象。飞出去的分子在和其他分子碰撞后，有可能再回到液面上或进入液体内部。如果飞出的分子多于飞回的，液体就在蒸发。在蒸发过程中，比平均动能大的分子飞出液面，而留存液体内部的分子所具有的平均动能变小了。所以在蒸发过程中，如外界不给液体补充能量，液体的温度就会下降。
1.1.5影响蒸发的主要因素
其一是与温度高低有关。温度越高，蒸发越快。无论在什么温度，液体中总有一些速度很大的分子能够飞出液面而成为汽分子，因此液体在任何温度下都能蒸发。如果液体的温度升高，分子的平均动能增大，从液面飞出去的分子数量就会增多，所以液体的温度越高，蒸发得就越快；
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其二是与液面面积大小有关。如果液体表面面积增大，处于液体表面附近的分子数目增加，因而在相同的时间里，从液面飞出的分子数就增多，所以液面面积增大，蒸发就加快；
其三是与空气流动有关。当飞入空气里的汽分子和空气分子或其他汽 分子发生碰撞时，有可能被碰回到液体中来。如果液面空气流动快，通风好，分子重新返回液体的机会越小，蒸发就越快。
其他条件相同的不同液体，蒸发快慢亦不相同。这是由于液体分子之间内聚力大小不同而造成的。例如，水银分子之间的内聚力很大，只有极少数动能足够大的分子才能从液面逸出，这种液体蒸发就极慢。而另一些液体如乙醚，分子之间的内聚力很小，能够逸出液面的分子数量较多，所以蒸发得就快。此外液体蒸发不仅吸热还有使周围物体冷却的作用。当液体蒸发时，从液体里跑出来的分子，要克服液体表面层的分子对它们的引力而做功。这些分子能做功，是因为它们具有足够大的动能。速度大的分子飞出去，而留下的分子的平均动能就要变小，因此它的温度必然要降低。这时，它就要通过热传递方式从周围物体中吸取热量，于是使周围的物体冷却。
1.2蒸发设备
1.2.1蒸发器
蒸发器实质上是一个换热器，主要由加热室和蒸发室两部分组成。加热室向液体提供蒸发所需要的热量，促使液体沸腾汽化；蒸发室使气液两相完全分离。加热室中产生的蒸气带有大量液沫，到了较大空间的蒸发室后，这些液体借自身凝聚或除沫器等的作用得以与蒸气分离。通常除沫器设在蒸发室的顶部。
1.2.2蒸发器分类
蒸发器按操作压力分常压、加压和减压3种。按溶液在蒸发器中的运动状况分有：①循环型。沸腾溶液在加热室中多次通过加热表面，如中央循环管式、悬筐式、外热式、列文式和强制循环式等。②单程型。沸腾溶液在加热室中一次通过加热表面，不作循环流动，即行排出浓缩液，如升
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