我们选取的中央循环管式蒸发器的计算方法如下。
3.1 加热管的选择和管束的初步估计
加热管通常选用 25 2.5mm， 38 2.5mm， 57 3.5mm等几种规格的无缝钢管，长度一般为2-6m。管子长度的选择应根据溶液结垢的难易程度，溶液的起泡性和厂房的高度等因素综合考虑。本次设计加热管选用 38 2.5mm长度为3 m的无缝钢管。 由下式估算所需管数：n'=
S143
414根
d0L 0.13.14 0.0383 0.1式中S——蒸发器的传热面积，m2；
d0——加热管的管径，m； L——加热管长度，m。
因加热管固定在管板上，考虑到管板厚度占据的传热面积，计算n 时的管长用（L-0.1）m。为完成传热任务所需的最小实际管数n只有在管板上排列加热管后才能确定。
3.1.1 循环管直径的选择
循环管的截面积是根据使循环阻力尽量减少的原则来考虑的。其截面积可以取加热管总截面积的40％～100％，若以表示D1循环管内径，则：
D12
4
(0.4~1)n
4
d12
对于加热面积小的蒸发器，应取较大的的百分数。查管规格表，所以本设计选取的循环管应选用 426 12mm的管子，长度为3 m。
D1
1 38 2 2.5 0.425m
3.1.2 加热室直径及加热管数目的确定
加热室的内径取决于加热管和循环管的规格、数目及在管板上的排列方式。加热管在管板上的排列方式有三角形、正方形、同心圆等，目前以三角形居多。管心距t为相邻两管中心线之间的距离，t一般为加热管外径的1.25-1.5倍。目前在换热器设计中，管心距的数值已经标准化，管子规格确定后，相应的管心距则为定值。
加热室内径和加热管数采用作图法来确定，具体做法是：先计算管束中心线上管束nc，管子按正三角形排列时，
nc 1.1n 管子按正方形排列时，
nc 1.19n 式中n——总加热管数
以三角形排列初步估算加热室内径，即
n 1.1 414 23
加热室内径Di t nc 1 2 1~1.5 d0 48 23 1 2 1.5 38 1170mm 根据初估加热室内径值和容器公称直径系列，试选一个内径作为加热室内径，并以此内径和循环管外径作同心圆，在同心圆的环隙中，按加热管的排列方式和管心距作图。作图所得管数n必须大于初始值n'，如不满足，应令选一设备内径，重新作图，直至合适为止。壳体内径的标准尺寸列于表3-2
中，作为参考。
表3-2 壳体的尺寸标准
根据表选取加热室壳体内径为1200mm，壁厚为12 mm。 根据绘图可知管数为426根。
3.1.3分离室直径和高度的确定
分离室的直径和高度取决于分离室的体积，而分离室的体积又与二次蒸汽的体积流量及蒸发体积强度有关。
分离室体积的计算式: V
W
m3
3600 U
式中V——分离室的体积，m3；
W——某效蒸发器的二次蒸汽流量，kg/h； ——某效蒸发器的二次蒸汽密度，kg/m3；
U——蒸发体积强度，m3/(m3 s)，即每立方米分离室每秒钟产生的二次蒸汽量，一般允许值为1.1~1.5m3/(m3 s)。
现取分离室中U=1.1m3/(m3 s）；而二次蒸汽的密度见表3-3。
表3-3 二次蒸汽密度的确定
根据前述计算值到代入分离器体积的计算式可得：
V1
W18791.66
1.028m3
3600 1U3600 2.16 1.1
W29406.46
2.14m3
3600 2U3600 1.11 1.1
W39976.42
14.82m3
3600 3U3600 0.17 1.1
V2
V3
一般情况下，各效的二次蒸汽量是不同的，且密度也不相同，按上述算出的分离室体积也不相同，通常末效体积最大。为了方便起见，设计时各效分离室尺寸可取一致。分离室体积宜取其中最大者。所以分离器的体积选取其中的最大者，即V 14.82m3
分离室体积确定后，其高度H与直径D符合下列关系：V D2H
4
H/D 1~2。对于中央循环管式蒸发器，其分离室一般不能小于1.8 m，以保证足够的雾沫分离高度。分离室的直径也不能太小，否则二次蒸汽流速过大，导致雾沫夹带现象严重。
根据上述原因，取H/D 1.5 代入值，解得D 2.33m，H 3.5m
3.2接管尺寸的确定
流体进出口的内径按下式计算d
4Vs
u
式中 Vs-----流体的体积流量 m3/s ；u-----流体的适宜流速m/s，估算出内径后，应从管规格表格中选用相近的标准管。
3.2.1溶液的进出口管
对于并流加料的三效蒸发，第一效溶液的流量最大，若各效设备尺寸一致的话，根据第一效溶液流量来确定接管。取适宜流速选取u 2m/s则
d
0.079m 所以选用 89 3.5mm无缝不锈钢管。
3.2.2加热蒸汽与二次蒸汽接管
查表已知 1 2.161kg/m3， 2 1.113kg/m3， 3 0.172kg/m3；又适宜的饱和蒸汽流速一般在30和50 （m/s）之间取u=50m/s。
V1
W1
1
W2
8791.66
1.130m3/s
3600 2.161
9406.46
2.348m3/s
3600 1.113
9976.42
16.112m3/s
3600
0.172
V2
2
W3
V3
3
d
0.24m 可以由不锈钢管规格表查得选取的蒸汽接管规格为 273 16mm。
3.2.3冷凝水出口
冷凝水的排出一般属于液体自然流动（u=0.8-1.8 m/s），接管直径应由各效加热蒸汽消耗量较大者确定。
第三效的蒸汽冷凝量为9976.42kg/h；由手册查得，70℃时冷凝水的密度为
975kg/m3； 适宜流速选为0.4m/s。 可计算冷凝水出口管径：
d
0.034m 可以由不锈钢管规格表查得选取的冷凝水出口管径规格为 40 2mm。
第四章 蒸发装置的辅助设备的设计
蒸发装置的辅助设备主要包括气液分离器与蒸汽冷凝器。
4.1 气液分离器
蒸发操作时，二次蒸汽中夹带大量的液体，虽在分离室得到初步分离，但为了防止有用的产品损失或污染冷凝液体，还需设置气液分离器，以使雾沫中的液体聚集并与二次蒸汽分离，故气液分离器又称为捕沫器或除沫器。其类型很多，设置在蒸发器分离室顶部的有简易式、惯性式及网式除沫器等，在蒸发器外部的有折流式、旋流式及离心式除沫器等。
惯性式除沫器是利用带有液滴的二次蒸汽在突然改变运动方向时，液滴因惯性作用而与蒸汽分离。其结构简单，中小型工厂中应用较多。本设计选用惯性式除沫器。