日产13吨浓缩牛奶蒸发器的设计2.doc

食品工程原理课程设计 题 目:日产13吨浓缩牛奶蒸发器的设计 系 别: 食品与生物工程学院 专 业:_ 食品科学与工程 学 号: 201106031090 姓 名: 张子璇 指导教师: 王健柏 联系电话： 2013年 12月 31日 目 录 第一章 任务书 4 1. 设计题目及原始数据 4 第二章 蒸发工艺设计计算 4 §2·1蒸浓液浓度计算 4 §2·2溶液沸点和有效温度差的确定 5 §2·2·1各效由于溶液的蒸汽压下降所引起的温度差损失 6 §2·2·2各效由于溶液静压强所因引起的温度差损失 6 §2·2·3由经验不计流体阻力产生压降所引起的温度差损失 7 §2·3加热蒸汽消耗量和各效蒸发水量的计算------------------------------------------------ 8 §2·4蒸发器的传热面积和有效温度差在各效中的分布 9 §2·5有效温差再分配 9 第三章 蒸发器工艺尺寸计算 12 §3·1 加热管的选择和管数的初步估计 12 §3·1·1加热管的选择和管数的初步估计 12 §3·1·2循环管的选择 13 §3·1·3加热室直径及加热管数目的确定 13 §3·1·4分离室直径与高度的确定 14 §3·2接管尺寸的确定 14 §3·2·1溶液进出口 15 §3·2·2加热蒸气进口与二次蒸汽出口 15 §3·2·3冷凝水出口 15 第四章、蒸发装置的辅助设备 15 §4·1气液分离器 15 §4·2蒸汽冷凝器 16 §4·2·1由计算可知,进入冷凝器的二次蒸汽的体积流量可计算得到冷凝器的直径D 16 第五章 工艺计算汇总表 16 第六章 工艺流程图、主体设备结构图 17 §6-1工艺流程图 17 §6-2主体设备结构图 19 第七章 课程设计心得 20 参考文献： 21 第一章任务书 一、设计题目 日产13吨浓缩牛奶蒸发器的设计 二、原始数据： 加热蒸气压：240kpa 冷凝器真空度：92kpa 绝对压力：1.3pa 原料浓度：13% 成品浓度：42% 牛奶原料密度：1030kg/m 日产量：13T/天 日工作时间：10h 生产车间在一楼 冷凝水使用深井水，平均水温10℃ 第二章 蒸发工艺设计计算 §2·1蒸浓液浓度计算 多效蒸发的工艺计算的主要依据是物料衡算和、热量衡算及传热速率方程。计算的主要项目有：加热蒸气（生蒸气）的消耗量、各效溶剂蒸发量以及各效的传热面积。计算的已知参数有：料液的流量、温度和浓度，最终完成液的浓度，加热蒸气的压强和冷凝器中的压强等。 蒸发器的设计计算步骤多效蒸发的计算一般采用试算法。 (1)根据工艺要求及溶液的性质，确定蒸发的操作条件（如加热蒸气压强及冷凝器的压强），蒸发器的形式、流程和效数。 (2)根据生产经验数据，初步估计各效蒸发量和各效完成液的浓度。 (3)根据经验假设蒸气通过各效的压强降相等，估算个效溶液沸点和有效总温差。 (4)根据蒸发器的焓衡算，求各效的蒸发量和传热量。 (5)根据传热速率方程计算各效的传热面积。若求得的各效传热面积不相等，则应按下面介绍的方法重新分配有效温度差，重复步骤（3)至（5），直到所求得各效传热面积相等（或满足预先给出的精度要求）为止。 F==4200kg/h 总蒸发量:W=F（1-）=4200(1-)=2900.0kg/h 并流加料蒸发中无额外蒸汽引出,可设:W2 =1:1.1 而W=W1+W2 =2900.0kg/h 由以上三式可得:W1=1381kg/h;W2=1519kg/h; 设各效间的压强降相等，则总压强差为：X1==0.19; X2==0.42 §2·2溶液沸点和有效温度差的确定 由各效的二次蒸汽压强从手册中查得相应的二次蒸汽温度和汽化潜热列与下表中: 蒸汽 压力（KPa） 温度(℃) 汽化热(kJ/kg) 一效加热蒸汽 341 138.1 2150.7 一效二次蒸汽 19.9 60 2393.9 二效加热蒸汽 19.8 59 2313.4 二效二次蒸汽 13 50.2 2380.5 进冷凝器蒸汽 9 43.8 2397.0 多效蒸发中的有效传热总温度差可用下式计算： 有效总温度差 式中 -----有效总温度差