1、過程裝備課程設計指導書一、 設計任務升膜式濃縮器零號總裝圖1張， 設計說明書1份（20頁以上）二、 參考書：1化工原理2化學工程設計手冊換熱濃縮3化工制圖4化工設備機械基礎課程設計指導書5食品工廠機械與設備6材料與零部件設計手冊上冊三、升膜式濃縮器的設計與計算1. 結構和原理由多根垂直管束加熱器和一個蒸發分離室等組成，被濃縮液體從加熱管底部進入管內，加熱蒸汽在管間傳熱及冷凝，將熱量傳給管內料液。料液被加熱沸騰，便迅速汽化，所產生的二次蒸汽及料液在管內高速上升，濃縮液被高速上升的二次蒸汽所帶動，沿管內壁成薄膜上升，在此過程中繼續蒸發。這樣料液從加熱器底部至管子頂部出口處，逐漸被濃縮，濃縮液并以較

2、高的速度進入蒸發分離室，在離心力作用下與二次蒸汽分離，二次蒸汽從分離室的頂部經水力噴射泵排出。為了保證物料有效地成膜狀上升，蒸汽的速度應維持在一定的數值，如常壓下一般2030m/s，減壓下速度更高。因此，如果料液中蒸發的水量不夠，就難以達到所要求的汽速，即升膜式蒸發器不適用于較濃溶液的蒸發，它對粘度很大，易結晶，結垢的物料也不適用。物料在管束中分為預熱區，沸騰區和飽和區。沸騰區中成膜狀流動，其傳熱膜系數最大，而預熱區和飽和蒸汽區的傳熱膜系數則很小，因此希望膜狀流動段盡可能擴大，而預熱區和飽和蒸汽區則希望相對地縮短。接管：a. DN40PN6 進料口b. DN40PN6循環料口c. DN100P

3、N6蒸汽出口d. DN40PN6 蒸汽進口e. DN32PN6冷凝水出口f. DN150PN6二次蒸汽出口g. DN32PN6出料口h. DN80PN6視鏡i. DN32PN6破真空口j. DN80PN6燈光口k. DN150PN6手孔l. DN32PN6真空表接口2.設計計算方法（1） 傳熱膜系數設計計算的關鍵是確定傳熱系數，目前確定傳熱膜系數的主要方法是依靠實驗測得，第二種方法是利用有關準數方程計算傳熱膜系數。本次設計，根據參考書上推薦的值。（前人積累的經驗或數據）（2） 二次蒸汽的汽速二次蒸汽的汽速必須足夠大才能使料液在管子內壁拉成膜狀，并沿管壁上升。常壓下，水的最小成膜汽速約為10m/

4、s，在一定的范圍內傳熱膜系數隨蒸汽速度的增加而增加，但汽速不能太高，汽速過高會使料液成霧狀噴出，破壞了膜狀上升，傳熱系數會明顯下降。對水溶液適宜的操作汽速常壓下 2030m/s在絕對壓力 50mmHg 為100160 m/s( 在不同的真空度下汽速不同，換算成常壓下2030m/s的范圍內即可)（3） 換熱管（管束）管徑：1950，常用是19和25長徑比： 常壓 真空 料液不經預熱而進入蒸發室和粘度大的料液，長徑比應取大些。（4） 換熱面積和加熱蒸汽的消耗量水的蒸發量 kg/h 總傳熱 預熱：汽化：汽化潛熱熱損失：熱平衡：料液處理量 kg/h：進料溫度：某真空度下的汽化溫度。：加熱蒸汽的溫度：溶

5、質的比熱：溶濟的比熱：溶液的質量分率水溶液，為一定值，很小，可不計：冷凝潛熱(4) 設備尺寸計算取定管徑和管長管數二次蒸汽的體積 壓力不同，不同，如在常壓下，=0.5977 kg/m3在650mmHg的真空度下，=0.0997 kg/m3驗算二次蒸汽的汽速 分離室體積的計算在常壓下體積蒸發強度 換成該真空度下的體積蒸發強度，當二次蒸汽壓力 , , , 蒸發室的體積 修正系數輕化工與食品設備P124四、 化工設備結構特點和圖示表達特點（一）化工設備的結構特點化工設備的種類繁多，按使用場合及其功能可分為：容器、換熱器、塔器核反應器四種典型的設備。而同一類型的設備中，視其結構、形狀又各不相同。但認真

6、分析，可從結構上找到一些共同的特點。（1） 從形體上分析，設備的殼體由回轉體組成。筒身為圓筒。（2） 尺寸相差懸殊：設備的總體尺寸和局部尺寸相比，往往相差懸殊，特別是塔器，有的塔高幾十米，而塔徑僅有1-2米，壁厚還不足1/50米。（3） 設備的開孔和接管口較多：為滿足化工工藝要求，有進出物料口，儀表接口），在設備殼體和封頭上，往往有較多的開孔和管口，以備安裝各種零部件和連接接管。（4） 大量采用焊接結構：絕大多數化工設備都是承壓設備，除強度和穩定性要求外，還要有嚴格的氣密性，焊接結構是滿足兩者的最理想的結構。筒體本身、筒體與封頭、管口、支座、人孔和手孔的連接都采用焊接。（5） 廣泛采用標準化、

7、通用化、系列化的零部件。（二）化工設備圖的內容和要求(1) 一組視圖 表達設備的主要結構形狀和零部件之間的裝配關系。而且這組視圖符合“機械制圖國標的規定”。(2) 四類尺寸 為設備制造、裝配、安裝檢驗提供的尺寸數據有：表示設備總體大小的總體尺寸；表示規格大小的特型尺寸；表示零部件之間裝配關系的裝配尺寸；表示設備與外界安裝關系的安裝尺寸。(3) 管口符號和管口表 設備上的管口都有專門的用途，都應注明，常用英文字母順序編號，并把管口的有關數據和用途等內容標注在專門列出的管口表中。管口表符號公稱尺寸連接尺寸、標準連接面形式用途或名稱 a25pN6DN25,HG5012-58凹凸面進氣口b400300

8、人孔c 40pN6DN40,HG5012-58平面d20G3/4”1020寬度402525第一行高度12其余高度8(4) 零部件編號及明細表 把組成設備的所有零部件依次編號，并把零部件的名稱、規格、材料、數量、彈重以及有關圖好或標準號填入明細表內。(5) 技術特性表 用表格的形式列出設備的主要工藝特性，如操作壓力、溫度、物料名稱和設備的容積等。名稱指標設計壓力設計溫度物料名稱容積焊縫系數受壓元件的材質其它40設計壓力指表壓，若為絕對壓力則應注名“絕壓”二字；每行高8，寬40(6) 技術要求 常用文字說明的形式，提出設備在制造、檢驗、安裝、材料表面處理、包裝和運輸等方面的要求。1) 按哪一標準進

9、行制造試驗和驗收常壓設備 JB2881-80GB150-98GB151-982) 焊接要求以什么形式焊接，焊條的牌號，焊縫的結構形式3) 焊接質量的檢測要求4) 整體壓力試驗的要求：水壓氣密性試驗5) 管口的方位（即以哪個視圖為準）6) 油漆要求7) 其它特殊的要求（如拋光要求，是粗拋還是鏡拋）(7) 標題欄 常放在圖樣的右下角，有規定的格式，用以填寫設備的名稱、主要規格、制圖比例、設計單位、圖樣編號以及設計制圖、校核和審定人員的簽字。（8）其它需要說明的問題 如圖樣目錄、附注、修改表等內容。（三）化工設備圖的表達特點化工設備圖的特點完全是由化工設備的結構特點決定的。（1） 基本視圖的配置因為

10、設備的基本形體多由回轉體組成，所以用兩個視圖就可以表示它的主體，對于高大的直列設備，常用主視圖表達軸面形體，且全剖，用俯視圖表示徑向形體。（2） 多次旋轉的表達方法在設備的殼體園周上有結構和方位不同的管口和零部件，為了在同一主視圖上反映真實形狀和位置，常按機械制圖中旋轉視圖的方法，假想地將其經過多次旋轉，正好旋到能在主視圖的投影面上能反映其真實形狀和位置為止，再畫下它的視圖。化工設備圖中采用多次旋轉畫法，允許不作標注，其周向方位以管口方位圖為準。（3） 局部放大的表達方法由于設備總體和安裝其上的零部件尺寸相差懸殊，按總體尺寸選定的繪圖比例，往往無法將其局部結構表達清楚。所以在化工設備圖中，往往較多地運用局部放大來表達局部結構的詳情。這種放大圖的畫法和機械制圖中局部放大圖的畫法和要求相同。（4） 夸大的表達方法設備的壁厚墊片擋板等零件，因為繪圖比例比較小，這些小尺寸的零件即使采用了局部放大但仍嫌不夠清楚，可采用不按比例的夸大畫法。（5） 管口方位的表達方法一般在設備的俯（左）視圖上表示該設備的管口方位，并要注明方文尺寸，還要在技術說明欄目中注明“管口的方位以俯（左）視圖