年产20万吨番茄汁生产线中双效蒸发器的设计

第三章 相关计算

K1?15800KJ/h?m2?k?4400W/(m2?k) 取第II效为自然循环：

K2?7920KJ/h?m2?k?2200W/(m2?k)

由传热公式：Q?KA?T得出

A1?Q1/(K1?T1)?3.36?106/[15840?(112?60)]?4.12m2 A2?Q2/(K2?T2)?3.72?106/[7920?(60?45)]?31.3m2 设备尺寸计算： 各效蒸发器的计算

蒸发器的直径：d1?2.04m,d2?2.36m

蒸发器的容积：V1?W1/?o??01?3.25m3 V2?W2/?0??02?4.37m3

蒸发器截面积：s1??d12/4?3.27m2 s2??d22/4?4.34m2 蒸发室高度：

H1?v1/s1?0.99m H2?v2/s2?1.01m

考虑清洗和维修，采用：H1?1.5m,H2?1.8m

I效二次蒸汽出口直径：

d1出?0.67m 取d1?0.7m?700mm

I效加热蒸汽进口直径： 设加热蒸气压为1.45个大气压

比容??7.687m2/kg

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第三章 相关计算

取饱和蒸汽速度Wm?50m/s

进口管截面积：

Sm?0.03m2,所以d1进=0.2m=200mm II效加热蒸汽出口直径

d2出?0.61m

I效加热器的尺寸计算

设计采用的传热管尺寸为25*2.5mm的换热器用钢管，管长L?3000mm

考虑到20%的安全系数传热面积：A1?4.12?1.2?4.94m2

所以所需管根数为n1?27根

I效加热器外径为0.36m 第II效加热器的尺寸计算

设计采用的传热管尺寸为?25?2.5mm的换热器用钢管，管长L?3000mm 考虑到20%的安全系数传热面积

A2?31.3?1.2?37.6m2

所以所需管根数为n2?166根 取管间距t=1.2

dh =1.2?25=30mm

3.2 辅助设备选型计算

冷凝器的计算：

冷却水的进口温度为16℃，出口温度为30℃，水压2.4 ? 105pa，Ⅱ效蒸发水量1.58 ? 103kg/h,压强为9.58 ? 103pa，蒸汽温度为45℃，尾管排出压强为1atm。

冷却水消耗量：

W＝V1?(H-Ho)/[C(Th-Tk)]

=1.58 ?103(2577.8-188.41)/[4.187 ? 10 ? (30-16)]

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第三章 相关计算

=64.4kg/h

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所以冷却水的体积流量为V＝0.064 m/h

计算喷射系数：u0=kΔΔ

pbpb?pb/?pc?1

为工作水压力差，其

ΔPc为喷射器所造成的压力差：

534ΔPc＝1.01 ? 10-9.85 ? 10＝9 ? 10pa K取0.85

45所以uo=0.859?10/2.3?10?1＝0.63

计算喉管与喷嘴的截面积 取扩散室速度系数Φ3＝0.9 所以f2/f1=1.03ΔPb/ΔPc=0.39 冷却水通过喷嘴的流速 W1＝C2gH 其中C取0.95， H＝

Pb -10Po=(2.31 ?10-10 ?9.81 ?10)/1.01 ?10=1.31atm

535W1=0.95 ?2?9.8?1.31?10 =15.18m/s

2喷嘴截面积：=0.22/(0.9 ?2?9.81?1.31 ?3600)=1.34? 10 m

f1?4喉部截面积

f2=0.39

f1?52=5.2?10m

因其截面积足够小，所以不须改为多喷嘴式。

f2?3所以d2=?=4.07?10m 排水管直径 d3=d2

k1?3=4.07 ?103 ?1.3=4.59 ? 10 m

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第三章 相关计算

K1—排水管截面积与喉部截面积之比。 冷凝器的安装高度：静压水柱高 H1＝10 ?Pvm/760=10 ?700/760=9.12m 动力损失水柱高H2=0.2m，H3=0.5m H=H1+H2+H3＝9.21+0.2+0.5＝9.91m 综上所述，应采用75TSW－4型水力喷身泵 其它辅助设备的选择：

1.预热器：因为番茄汁必须加热至60℃沸点下，故必须选用预热器。 2.汽液分离器：选用旋风分离器，以防止蒸发过程中形成的细微液滴，被二次蒸汽夹带逸出，对汽液进行分离，减少损失。

调节仪表及自动控制部分：（参考《食品科学机械与设备》P203） (1).各效加热器及冷凝水的温度检测：采用铜热电阻直读温度计

(2).各效加热器的蒸汽压力记录调节，真空度指示等，采用远传压力表，真空表，即能就地指示，同时采用“04”型气动压力调节器，进行调节记录，集中于仪表表盘上指示，方便操作，或者采用XWC－300型电子电位差计，进行浓度、温度的记录。

(3).I效加热器的蒸汽压力自动控制及调节，采用压力变送器、电劝调节器、电/气转换器、电磁阀及气动薄膜调节阀等进行调节控制。

(4).成品的出口浓度的测量指示，调节回流等，采用光电式浓度折光仪及回流量电动调节阀、氯动薄膜调节阀等进行调节及控制。

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