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正交设计法优化超声破壁提取麦冬皂苷D的工艺研究【文库论文】
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蒸发器课程设计
第一章 设计方案的确定 1
1.1 蒸发器的类型与选择 1
1.2 蒸发操作条件的确定 1
1.2.1 加热蒸汽压强的确定 1
1.2.2 冷凝器操作压强的确定 2
第二章 蒸发工艺的设计计算 2
2.1 蒸发器的设计步骤 2
2.2 各效蒸发量和完成液浓度的估算 2
2.3溶液沸点和有效温度差的确定 3
2.3.1各效由于溶液的蒸汽压下降所引起的温度差损失/ 4
2.3.2由于蒸发器中溶液静压强引起的温度差损失 4
2.3.3由流动阻力而引起的温度差损失 5
2.3.4各效溶液的沸点和有效总温度差 6
2.4加热蒸汽消耗量和各效蒸发水量的初步计算 6
2.5估算蒸发器的传热面积 7
2.6温差的重新分配与试差计算 8
2.6.1重新分配各效的有效温度差 8
2.6.2重复上述计算步骤 9
第三章 蒸发器的主要结构工艺尺寸的设计 12
3.1 加热管的选择和管束的初步估计 12
3.1.1 循环管直径的选择 12
3.1.2 加热室直径及加热管数目的确定 13
3.1.3分离室直径和高度的确定 14
3.2接管尺寸的确定 15
3.2.1溶液的进出口管 15
3.2.2加热蒸汽与二次蒸汽接管 15
3.2.3冷凝水出口 16
第四章 蒸发装置的辅助设备的设计 17
4.1 气液分离器 17
4.2蒸汽冷凝器主要类型 17
4.3蒸汽冷凝器的设计与选用 19
4.3.1工作水量的计算 19
4.3.2喷射器结构尺寸的计算 19
4.3.3射流长度的决定 21
第五章 设计结果一览表 22
主要参考文献 24
第一章 设计方案的确定
蒸发是用加热的方法,在沸腾的状态下使溶液中具有挥发性的溶剂部分汽化的单元操作。蒸发操作广泛用于化工、轻工、制药、食品等许多工业中。
蒸发操作条件的确定主要指蒸发器加热蒸汽的压强(或温度),冷凝器的操作压强(或温度)的确定,正确选择蒸发的操作条件,对保证产品质量和降低能耗极为重要。
1.1 蒸发器的类型与选择
随着工业技术的发展,新型
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文件介绍：
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毕业设计开题报告-格式题目：邵阳年产3000吨硫酸锰降膜式热泵蒸发器研究设计
降膜式蒸发器是一种新型蒸发器，其传热效率高，制冷剂充注量少、设备体积小、回油性能好。广泛用于医药、食品、化工、轻工等行业的水或有机溶媒溶液的蒸发浓缩，并可广泛用于以上行业的废液处理。尤其是适用于热敏性物料，该设备在真空低温条件下进行连续操作，具有蒸发能力高、节能降耗、运行费用低、且能保证物料在蒸发过程中不变性。而热泵是借助于压缩机的绝热压缩或蒸汽喷射泵的压缩作用，将二次蒸汽的品味提高后用于蒸发器的本效或前效的加热蒸汽，大量降低操作费用。
但是,结垢或结焦在降膜式蒸发器中经常会发生,尤其对热敏性物料如乳品、蛋品、果蔬汁、一些中草药等最易产生结垢和结焦。结焦速度加快促使清洗间隔时间缩短，同时也会降低生产效率，又会影响产品质量。以湖南省湘衡盐矿10万吨的三效逆流卤水蒸发器为例,采用三台功率110kW的强制循环泵,每台循环泵需20多万元,仅循环泵的电费就高达每年160万元，能耗巨大。但仍然需要停车清洗，每次加几十吨水溶解清洗，同时蒸发效率不高。目前工厂除垢的办法主要有机械刷管法、高压水裂垢法和酸碱清洗法等．水压法是通过高压泵产生高达2O～40MPa的压力，使水在高压下冲击垢层来达到除垢的目的。高压除垢时，蒸发器寿命、强度受到影响，同时高压泵的维修与保养开支大。酸洗法用酸蚀去除管垢中的无机组分，使管垢疏松并通过循环药泵的冲刷作用使管垢剥离。酸洗法除垢较为成功，但掌握不好时对蒸发罐体的腐蚀严重，造成漏效，系统报废。同时化学方法或机械方法的周期性停车清洗,会导致生产能力的大幅度降低和能耗的提高。
鉴于上述原因,通过对国内外有关资料系统的分析研究，提出了降膜式热泵蒸发器在线自动清洗技术，利用加热管内振动螺旋流态化清洗防垢，以克服现有蒸发器因加热管结垢严重需要周期清洗的技术缺陷。提高工厂的生产效率，减少投资，降低能耗，具有较高的经济效益，意义重大。
2.现有技术简要评述
2.1强制分配总蒸发面积
这种方法是按照物料平衡、热量平衡计算出各效蒸发面积后将各效蒸发面积重新进行调整分配。但是这种方法不仅使物料在蒸发器中受热时间增长，而且也不能彻底解决污垢问题。
2.2斜齿扭带自动清洗技术
斜齿纽带自动清洗技术是对传统纽带技术的一次重要突破，成功地破解了严重制约推广应用的这两个难题，不仅成倍地增强传热系数，显著地提高了技术的经济效益，而且成倍地增大自转动力矩后可以在数量最多的低流速传热设备中广泛应用。缺点是：它是有塑料制造，不仅不能耐高温，而且齿形塑料纽带模具制作难，目前国内外在制造方面都无法生产。
2.3螺旋线横向振动除垢的技术
主要靠管内流体流动诱发的螺旋线横向振动除垢，虽然实验室试验和工业应用试验都证明确实有延缓结垢的功能，但是没有自动清洗防垢的功能。
2.4天津大学流态化蒸发器
天津大学进行了流态化蒸发器的研究,并且申报了专利,他们同样遇到流态化粒子与蒸发器中的结晶产品分离问题。对策是采用二次离心分离的方法,流程较为复杂。
[1] 刘殿宇.多效降膜式蒸发器中各效蒸发面积的调整.医药工程设计.):5-6
[2]蒋少青,刘桂英,俞天兰,彭德其等，蒸发器盐垢的自转纽带自动清洗模拟试验[A].):30-32
[3] 王兆中, 论列文蒸发罐改为反循环的必要性[J].海湖盐与化工，1998(6)
[4] 俞天兰、俞秀民、彭德其等,高效蒸发器技术研究. 化工科技市场,-28
[5] 俞天兰、刘义伦,管内污垢流体动力螺旋自动清洗新技术,清洗世界,）,1-4
[6] 俞天兰、刘桂英、李桂芳、任卫红, 循环流态化自动清洗式换热器的传热强化, 热科学与技术, 2006/03
[7] 赵燕禹、姜峰、李修伦等，蒸发装置防垢新技术及其在氯化钙生产中的应用，无机盐工业，2008年8月第40卷第8期95-97
[8] 俞秀民,俞天兰，吴金香，自动旋转螺旋线传热技术的试验研究.化工装备技术,）:4－8
[9] 张恒、王晋刚、张少峰，水平管循环流化床换热器防垢试验研究，2008，V2n94,31-33发明专利类
[10] 俞天兰、刘桂英、彭德其、俞秀民、支校衡、罗健康、吴金香、蒋少青, 一种粒子内循环流态化立式传热设备,ZL.1; .
二、选题依据、主要研究内容、研究思路及方案
针对上述问题，现提出振动螺旋流态化自动清洗技术。
其原理是在传热管内设有钢丝螺旋线，同时在流体中加入粒子并随流体流态化，一方面传热管内一定流速的液体受到管内的钢丝螺旋线的阻拦而在钢丝螺旋线背后形成漩涡流，能显著增大对流传热系数，同时钢丝螺旋线受流体的作用力而作径向随机振动，以及流态化的粒子不断随机地撞击和摩擦加热管内壁表面上的污垢，达到在线除垢、防垢的目的；另一方面振动的钢丝螺旋线以及流态化的粒子能有效扰动边界滞留层，传热过程中热阻最大的边界滞留层必然被有效地破坏掉，从而强化了设备的传热效果。
研究的主要内容是防垢流速优化；螺旋外径优化；螺旋钢丝粗细优化；螺旋螺距优化；优化机理的冷模观测；振转影响比较。
在自动清洗技术模拟试验方案的可靠性设计中,对试验方案设计遵循如下三条基本原则:
1)结晶条件：传热面有比较大的过饱和度,来模拟快速结垢的蒸发器恶劣工况。
2)流动速度：蒸发溶液的流动速度在普通蒸发器的实际范围内,使模拟试验结果能够有广阔的工程应用范围。
3)加热管径：加热管的结构尺寸直接采用工程实际尺寸,提高应用的工程可靠性。
三、工作进度及具体安排。
第19周前完成开题报告。
专题调研（含毕业实习）
文献查阅、综述撰写，总体方案的初步确定
技术方案及设计方案的试验研究
设计说明书编写
第13～15周
总图、零部件图设计
交卷，准备答辩
答辩，装订毕业论文毕业设计说明书
看不清楚,换一个
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