计算结果列表：
加热蒸汽温度(℃) 操作压强Pi/ (KPa) 溶液沸点ti（℃） 完成液浓度(%) 蒸发水量Wi （Kg/h） 生蒸汽量D （Kg/h） 传热面积Si （m2）
115 170 80 40 2080 2439.4 24.1 三、蒸发器工艺尺寸计算
我们选取的单效外热式循环管式蒸发器的计算方法如下。 （1） 加热管的选择和管数的初步估计
蒸发器的加热管通常选用38*2.5mm无缝钢管。
加热管的长度一般为0.6~2m，但也有选用2m以上的管子。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。
可根据经验我们选取：L=3m，?57?3.5mm
可以根据加热管的规格与长度初步估计所需的管子数n’
n'?式中：
S24.1??47（根）
?d0(L?0.1)3.14?57?10?3?(3?0.1)S----蒸发器的传热面积，m2，由前面的工艺计算决定（优化后的面积）； d0----加热管外径，m； L---加热管长度，m；
因加热管固定在管板上，考虑管板厚度所占据的传热面积，则计算n’时的管长应用（L-0.1）m.
（2）复核总传热系数
馆内沸腾传热系数ai按进口条件算。牛奶的粘度取?L=1.5*10-3Pa·S
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M?L?F2600??65.3 ?3?din?L3.14*0.05*47*1.5*10*3600
（3）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、数目及在管板撒谎能够的排列方式。 加热管在管板上的排列方式有三角形排列、正方形排列、同心圆排列。根据我们的数据表加以比较我们选用三角形排列式。
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，管心距的数据已经标准化，只要确定管子规格，相应的管心距则是定值。我们选用的设计管心距是：t?70mm
加热室内径和加热管数采用作图法，亦可采用计算的方法。以三角形排列说明计算过程。 一根管子在管板上按正三角形排列时所占据的管板面积：
Fmp?t2sina?0.886t2
式中：a=60；t--管心距，m;
当加热管数为n时，在管板上占据的总面积
47?0.866?(70?10?3)2 F1???0.221m2
?0.9式中：F1--管数为n时在管板上占据的总面积， φ—管板利用系数，φ=0.7-0.9； 设加热室的直径
nFmpD0，则：
?4D02?F1=0.221m2
由此求得D0=531mm，经圆整取D0=530mm, 所以壳体内径为530m，厚度为10mm.
（4）分离室直径与高度的确定
分离室的直径与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。
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V?分离室体积V的计算式为：式中:
W3600*?*U
V-----分离室的体积，m3； W-----某效蒸发器的二次蒸汽量，kg/h； P-----某效蒸发器二次蒸汽密度，Kg/m3； U-----蒸发体积强度，m3/(m3*s).
即每立方米分离室体积每秒产生的二次蒸汽量。一般用允许值为U=1.1~1.5 m3/(m3*s) 根据由蒸发器工艺计算中得到的各效二次蒸汽量，再从蒸发体积强度U的数值范围内选取一个值，即可由上式算出分离室的体积。
一般说来，各效的二次蒸汽量不相同，其密度也不相同，按上式计算得到的分离室体积也不会相同，通常末效体积最大。为方便起见，各效分离室的尺寸可取一致。分离室体积宜取其中较
V?大者。确定了分离室的体积，其高度与直径符合下原则：
?4*D2*H关系，确定高度与直径应考虑一
（1）分离室的高度与直径之比H/D=1~2。对于单效降膜式蒸发器，其分离室一般不能小于1.8m，以保证足够的雾沫分离高度。分离室的直径也不能太少，否则二次蒸汽流速过大，导致雾沫夹带现象严重。
（2） 在条件允许的情况下，分离室的直径尽量与加热室相同，这样可使结构简单制造方便。 （3）高度和直径都适于施工现场的安放。现取分离室中U=1.2m3/（m3*s）；
V?取分离室的高度H=2m 则D=1.02m
（5）接管尺寸的确定
W2080??1.64m3
3600?U3600?0.293?1.2d?流体进出口的内径按下式计算式中
4VS?U 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。
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取冷流体的流速为1.0m/s，
D0?4V4?2600??0.030m??u3600?1030?3.14?1.0
所以冷流体取ф38X7mm规格管。
取热流体的流速为35m/s，
D0??4V4?2439.4??0.160 ??u3600?0.9635?3.14?35所以热流体取ф180X12mm规格管。
四、蒸发装置的辅助设备
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的分离，但是为了防止损失有用的产品或防止污染冷凝液，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，故气液分离器或除沫器。其类型很多，我们选择惯性式除沫器，起工作原理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。取流体的流速为45m/s 在惯性式分离器的主要尺寸可按下列关系确定：D0=D1；
D1：D2：D3=1：1.5：2 H=D3 h=0.4~0.5D1 D0--------二次蒸汽的管径，m D1--------除沫器内管的直径，m D2--------除沫器外管的直径，m D3--------除沫器外壳的直径，m H---------除沫器的总高度，m
h---------除沫器内管顶部与器顶的距离，m
D0?4V4?2080??0.130m则取相近标准管子ф140X8mm，则 ??u3600?0.9635?3.14?45D0=140mm D1=140mm D2=210mm D3=280mm H=280mm h=63mm
选取二次蒸汽流出管： ф140X8.0mm 除雾器内管： ф150X8.0mm 除雾器外罩管：ф299X12mm
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五、工艺计算汇总表
效数 加热蒸汽温度（℃） 操作压强P/ （Kpa） 溶液沸点t（℃） 完成液浓度（%） 蒸发水量W （Kg/h） 生蒸汽量D （Kg/h） 传热面积S （m2） 加热管规格 分离室直径（mm） 加热管、循环管长度（mm） 溶液进出口规格 加热室规格 分离室高度(mm) 加热管数（根） 除雾器内管规格 二次蒸汽流出管规格 1 115 170 80 40 2080 2439.4 24.1 ф57*3.5 1020 3000 冷Ф38*7 热Ф180*12 Ф530*10 2 47 Ф150X8mm Ф140X8mm
六、课程设计心得
转眼间，为期两周的食品工程原理课程设计就已经接近尾声了。回首望去，心情格外的开阔，感慨颇多。自己曾一个人默默地计算着各种繁杂的数据，学习着工具书上陌生的内容，在网上艰难的搜索着需要的解答，同学间相互的扶持帮助，如今历历在目………
首先，要感谢老师能给我们提供一个进行实践锻炼的舞台。之前我们学过的很多知识只不过是纸上谈兵，而食品工程原理课程设计却是一门综合性课程，它不仅要求我们对化工设计有基础的了解，而且还要对化工原理、化工机械基础、化工热力学等一系列知识能够进行综合的运用，同时也对计算机软件的应用水平提出了较高的要求，通过这种综合性的训练，让我了解到自己的
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脱脂奶单效蒸发器的设计
