广西科技大学
化工原理课程设计说明书
课题名称：KNO3水溶液三效并流加料蒸发实验设计 指导教师： 罗建平 班 级： 卓越化工121 姓 名： 学 号：
成绩评定： 指导教师： （签字）
2014 年 12 月 31 日
英文字母b?管壁厚度，mc?比热容，kJ/(kg.?C)d?加热管的内径，mD?直径，mU?蒸发体积强度，m3/(m3.s)VS?流体得体积流量，m3/sV?分离室的体积，m3W?蒸发量，kg/hD?加热蒸汽消耗量，kg/h W?质量流量，kg/h
F?原料液流量，kg/hf?校正系数，无因次g?重力加速度，m/s2h?高度，mK?总传热系数，W/(m2.?C)L?长度，mn?管数，n?蒸发系统总效数，p?绝对压力，PaQ?总传热量，Wr?气化潜热，kJ/kgS?传热面积，m2 t?溶液的温度，?Ct?管心距，mT?温度，?Cu?流速，m/sp?压力s?秒x?溶质的质量分率，无因次X?单位体积冷却水的蒸汽质量，kg/m3希腊字母??温度损失，?C??热利用系数，无因次??导热系数，W/(m.?C)??粘度，Pa.s??表面张力，N/m??密度，kg/m3??管材质的校正系数，无因次
??焊缝系数，无因次下标
K?冷凝器的L?液体的max?最大的min?最小的v?蒸汽的u?体积的
目录
1 概述............................................................................................................................. 1
1.1 蒸发及蒸发流程 ................................................................................................. 1 1.2 蒸发操作的分类 ................................................................................................. 1 1.3 蒸发操作的特点 ................................................................................................. 2 1.4 蒸发器选型 ......................................................................................................... 2 2设计任务 ...................................................................................................................... 2
2.1设计题目 ............................................................................................................. 2 2.2设计任务及操作条件 ........................................................................................... 3
2.2.1设计任务 .................................................................................................... 3 2.2.2.操作条件 .................................................................................................... 3 2.3设计项目 ............................................................................................................. 3 3.设计条件及设计方案说明 ............................................................................................. 4 4物性数据及相关计算 .................................................................................................... 5
4.1蒸发工艺设计计算 ............................................................................................... 5 4.3 估计各效蒸发溶液的沸点和有效总温度差 .......................................................... 6 4.4加热蒸汽消耗量和各效蒸发水量的初步计算 ....................................................... 9 4.5蒸发器传热面积的估算 ...................................................................................... 10 4.6有效温度的再分配 ............................................................................................. 11 4.7重复上述计算步骤 ............................................................................................. 11
4.7.1计算各效料液 ........................................................................................... 11 4.7.2计算各效料液的温度 ................................................................................ 12
4.7.3各效的热量衡算 ....................................................................................... 13 4.7.4 蒸发器传热面积的计算 ........................................................................... 14 4.8计算结果列表 .................................................................................................... 15 5主体设备计算和说明 .................................................................................................. 16
5.1加热管的选择和管数的初步估计 ....................................................................... 16 5.2循环管的选择 .................................................................................................... 16 5.3加热室的直径以及加热管数目的确定 ................................................................ 16 5.4分离室直径和高度的确定 .................................................................................. 17
5.4.1分离室体积的计算式为 ............................................................................ 18 5.4.2 分离室的高度和直径的确定 .................................................................... 18 5.5接管尺寸的确定 ................................................................................................ 19
5.5.1溶液的进出口 ........................................................................................... 20 5.5.2加热管蒸汽进口与二次蒸气出口的确定 ................................................... 20 5.5.3冷凝水进出口的确定 ................................................................................ 20
6辅助设备的选择 .......................................................................................................... 21
6.1气液分离器 ....................................................................................................... 21 6.2蒸汽冷凝器 ....................................................................................................... 22
6.2.1冷却水量 .................................................................................................. 22 6.2.2冷凝器的直径 ........................................................................................... 22 6.2.3淋水板的设计 ........................................................................................... 23
7 三效蒸发器主要结构尺寸和计算结果 ....................................................................... 24 8对本设计进行评述 ...................................................................................................... 25
9 参考资料 ................................................................................................................... 26