Q11.7856?106S1???66.04m2
?2000?13.52K1?t1Q2?W1r1??2060.70?2171.65?103/3600?1.2431?106W
??19.15℃ ?t2Q21.2431?106S2???64.91m2
?1000?19.15K2?t2Q3?W2r2??2299.31?2246.66?103/3600?1.4245?106W
??42.69℃ ?t3Q31.4245?106S3???66.74m2
?500?42.69K3?t3
误差为1?SMIN66.74?1??0.0282?0.05，迭代计算结果合理。 SMAX64.91 平均传热面积为
Sm?S1?S2?S3?65.90m2 3
4.8计算结果列表
表4-3 物料计算的结果
效次 加热蒸汽温度，0C 操作压力P'i,kPa 溶液温度（沸点）ti,0C 完成液浓度xi,% 蒸发量Wi，kg/h
Ⅰ 143.4 290.08 133.92 18.8 2060.7
15
Ⅱ 132.0128.1108.826.0 2299.
Ⅲ 106.20 63.745 253
冷凝60.1 20
蒸气消耗量D，kg/h 传热面积Si,m2
66.04
3005.88 64.91
66.7
5 主体设备计算和说明
5.1加热管的选择和管数的初步估计
管子长度的选择应根据溶液结垢后的难以程度、溶液的起泡性和厂房的高度等因素来考虑，易结垢和易起泡沫溶液 的蒸发易选用短管。根据我们的设计任务和溶液性质，我们选用以下的管子。
加热管的型号选用：φ57×3.5mm 加热管长度选用：2.0m 初步估算所需管子数为n'
n??s65.09??194?3?d0?L?0.1?3.14?57?10??2?0.1?
5.2循环管的选择
循环管的截面积是根据使循环阻力尽量减小的原则来考虑的。中央循环管式蒸发器的循环管截面积可取加热管总截面积的40%～100%。本次计算取60% 。
则循环管的总截面积为
?4D12?0.6n??4di2
D1?0.6n?di?0.6?194??57?2?3.5??539.4mm
因为S较大，根据上式结果，选取管径相近的标准管型号为φ560×10mm。 循环管的管长与加热管相等，为2.0 m。循环管的规格一次确定。循环管的管长与加热管相等，循环管的表面积不计入传热面积中。
5.3加热室的直径以及加热管数目的确定
16
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为正三角形,不同加热管尺寸的管心距查表得
表5-1 不同加热管尺寸的管心距
加热管外径d0,mm 管心距t,mm
19 25
25 32
38 48
57 70
由上表查得型号为φ57×3.5mm的管心距为
t?70mmnc?1.1n??1.1194?16 估计加热室的内径
Di?t?nc?1??2b?
其中，b???1~1.5?d0 取 b??1.3d0?1.3?57
所以 D??70??16?1??2?1.3?57?1198.2mm 表5-2 壳体的尺寸标准 壳体内径，
mm最小壁厚，
400～8
800～10
1100～12
1600～14
mm 根据估算，及容器的公称直径表，试选用
D=1300mm作为加热室的内径，并以此内径和循环管心圆，在同心圆的环隙中，按加热管的排列方式和管图。当内径为1300mm时，获得管数大于估算的管数，
1?201?0.036?0.05满足要求。所以加热室的型号选用：φ1300×12mm。 194外径作同心距作
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
V?W
3600ρ U 其中，U为蒸发体积强度，一般允许值为1.1～ 1.5 m3/m3?s，在此取
1.2 m3/m3?s。
???? 将工艺计算中二次蒸气的温度和流量以及根据温度所查得的二次蒸气的密度列于下
表5-3 二次蒸气相应密度
效次 二次蒸气温度Ti?,0C 二次蒸汽流量Wi，kg/h 二次蒸气密度ρ，，kg/m3
依据上表数据，分别算出各效分离室数据
Ⅰ 132.08 2060.71.586
Ⅱ 106.45 2299.30.739
Ⅲ 60.1 2538.10.131
V1?V2?V3?W12060.70??0.3008m33600?1U3600?1.586?1.2W22299.31??0.7202m3
3600?2U3600?0.739?1.2W32539.15??4.5195m33600?3U3600?0.131?1.2 为方便起见，各效分离室的尺寸均取一致，所以体积V取最大值V=4.5195m3。
5.4.2 分离室的高度和直径的确定
确定需考虑的原则： ①H:D=1~2
②在允许的条件下，分离室直径应尽量与加热室相同，这样可使结构简单， 加工制造方便。
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所以：D取1.3m 根据V?π2DH 4?D?1.3m可得： ?
?H?3.41m5.5接管尺寸的确定
流体进出口计算公式：
d?4Vs πu表5-5 各效冷凝水密度
效次 溶液温度ti,0C 完成液浓度xi,% 冷凝水的密度Ⅰ 132.86 18.8 932.31 Ⅱ 112.93 26.0 948.69 Ⅲ 63.76 45 981.17 ?水i,kg/m3 各效中溶液的平均密度计算：
?水iFFF?i????
VV水?F?FXi?/?水i1?Xi932.31?1148.2kg/m31?0.188948.69?2??1282.0kg/m3
1?0.26981.17?3??1784.0kg/m31?0.45?1?
19