4.7 计算结果列表
表4.3 物料计算的结果
效次 加热蒸汽温度，C 操作压力P'i,kPa 溶液温度（沸点）ti,C 完成液浓度xi,% 蒸发量Wi，kg/h 蒸气消耗量D，kg/h 传热面积Si,m 2
00
Ⅰ 143.4 311 135.74 20 2235.3 2263 66.89
Ⅱ 133.88 137 111.27 28 2480.82
66.89 Ⅲ 108.95 20 63.31 45 2739.05
66.89 冷凝器 60.1 20
五、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
根据加热管的型号选用：φ25×2.5mm 根据实际情况选择加热管长度选用：2m 初步估算所需管子数为n
n=
s66.89??448.25
?d0?L?0.1???0.025?1.95.2 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90% 。 则循环管的总截面积为
? 4D1?0.9n'24?di2
D1?0.9n'di?0.9?448.25??25?2?2.5??401.71根据上式结果，选取管径相近的标准管型号为φ426×12 mm 循环管的管长与加热管相等，为2 m。
5.3 加热管的直径以及加热管数目的确定
加热管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。 节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
19
25
38
57
管心距
25
32 48 70
由上表查得型号为φ25×2.5mm的管心距为
t=32mm
nc?1.1n'?1.1?448.25?24
估计加热管的内径
表5.2 壳体的尺寸标准
其中，取 所以
壳体内径，最小壁厚，
400～700
8
800～1000
10
1100～1500
12
1600～200
14
根据估算，及容器的公称直径表，试选用作为加热管的内径，
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。有图可得，当内径为1000mm是，获得管数为918根，大于估算的管数，满足要求。所以加热管的直径为数n=918。
,总加热管
5.4 分离室直径和高度的确定
5.4.1 分离室体积的计算式为
，在此取
其中，U为蒸发体积强度，一般允许值为
。
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
Ⅰ 131.20 2235.3
1.5038
Ⅱ 113.32 2480.82 0.82981
Ⅲ 60.1 2739.05 0.1307
二次蒸汽流量Wi，kg/h 二次蒸气密度
依据上表数据，分别算出各效分离室数据
V1? V2? V3?W12235.05??0.344m3
3600?1U3600?1.5038?1.2W22480.82??0.692m3
3600?2U3600?0.82981?1.2W32739.05??4.851m3
3600?3U3600?0.1307?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?4.851m3。
5.4.2 分离室的高度和直径的确定 确定需考虑的原则：
①
分离式的高度与直径之比H/D=1~2。对于中央循环管式蒸发器，其分离室
的高度一般不能小于1.8m，以保证足够的雾沫分离高度。分离室的直径也不能太小，否则二次蒸汽流速过大，将导致严重雾沫夹带。
②
在允许条件下，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。
③
高度与直径均匀应满足施工现场的安装要求。
则 H=2.41m D=1.60m
5.5接管尺寸的确定
流体进出口计算
5.5.1 溶液的进出口
为统一管径，按第Ⅰ效的流量计算，溶液的适宜流速按强制流动算，即
则
依据无缝钢管的常用规格选为φ25×2.5mm的标准管。 5.5.2 加热管蒸汽进出口与二次蒸气出口的确定
表5.4 流体的适宜流速
强制流体的液体，m/s 自然流体的液体，m/s 饱和蒸汽，m/s 0.8～15
0.08～0.15
20～30
空气及其他气体，m/s 15～20
饱和蒸汽适宜的流速
为统一管径，取体积流量最大的末效流量为计算管径的体积流量，则
5.5.3 冷凝水进出口的确定 冷凝水的排出属于自然流动，
依据无缝钢管的常用规格选用为φ530×12mm的标准管。
对于各效冷凝水密度可查的表
表5.5 各效冷凝水密度
效次 第Ⅰ效 第Ⅱ效 第Ⅲ效
温度
135.96 110.97 63.31
930.1 951.0 986.0
冷凝水的密度
分别计算各效冷凝水的管径：
为统一管径，取计算得到各效最大的管径为设计的管径，则
依据无缝钢管的常用规格选用直径为φ114×6mm的标准管。
六、附属设备的选择
KNO3水溶液三效并流加料蒸发装置的设计--化工原理课程设计
