机械5

摘要 本设计是中草药行业处理3750Kg/h的四效降膜蒸发系统，对系统的蒸发罐、分离器、热能压缩泵、预热器、冷凝器、离心泵、真空泵及其他附属设备进行了设计，设计主要包括降膜蒸发器的特点及选择工艺流程、选题设计与论证、设计计算、技术经济分析、安装准备要求与安装调试注意事项等几大部分。其中设计计算包括物料衡算，热量衡算，热能压缩泵、预热器、管路、冷凝器、真空泵的设计与选择。 本设计的设计任务是：通过于查阅工具书及相关参考资料，了解预热器，蒸发罐，热压泵，分离器和其他附件等各部件的结构和功能，并分析它们在各种载荷下的受力及各种应变，通过分步完成各部件的选材，设计计算和各种应力校核，最终完成一个行业处理3750Kg/h的四效降膜蒸发系统的设计，指明在工业应用中的注意事项并制定各种安全防护措旅来保证安全使用。 本设备采用顺流进料，具有热效率高、节能、物料预热温差小，有利于保证产品的质量、并且冷却水消耗量低。设备在低温条件下进行连续操作，具有蒸发能力高、节能降耗、设备占地面积孝传热效果佳、运行费用低、经济性高、便于操作，且能保证物料在蒸发过程中不变性等特点。其中有许多部分的设计借鉴了国内外的一些先进的理论和方法，以合理经、济为设计原则，力争达到技术先进、质量达标、操作方便、能耗低及无污染的设计目标，此设计的优点是传热效果好、热能利用率高、生产效益高、易于制造。 文字资料完成文献综述一份，设计计算书一份，设计说明书一份，设计中所查参考的参考文献记载一份。 关键词：中草药：四效；降膜；蒸发系统 目录 第一章绪论1 1.1中草药及其生产现状1 1.2蒸发技术1 1.3设备的工艺设计要求2 1.3.1设计程序2 1.3.2对蒸发设备的要求3 第二章选题设计与论证4 2.1设计论述4 2.2蒸发系统设计与论证4 2.2.1浓缩设备的特点4 2.2.2降膜蒸发器的特点5 2.2.3三效降膜蒸发器的特点5 2.2.4多效降膜式蒸发器的特点6 第三章设计计算7 3.1物料衡算7 3.2热量衡算7 3.2.1热压泵的喷射系数7 3.2.2一效蒸发罐的热量衡算8 3.2.3二效蒸发罐的热量衡算9 3.2.4三效蒸发罐的热量衡算10 3.2.5四效蒸发罐的热量衡算12 3.2.6总热量衡算13 3.3蒸发罐设计计算13 3.3.1传热量的计算13 3.3.2各效蒸发罐设计14 3.3.3周边流量较核： 15 3.3.4蒸发罐筒体内径18 3.3.5蒸发罐壁厚较核18 3.4各效预热盘管的设计计算19 3.5分离器直径和高度的设计23 3.6热能压缩泵的设计26 3.6.1拉伐尔喷嘴的计算26 3.6.2泵体的基本尺寸27 3.6.3扩压室的设计计算29 3.7预热器的设计29 3.8冷凝器的设计30 3.9管路设计计算32 3.9.1蒸汽矩形管道设计32 3.9.2汁汽管设计33 3.9.3物料管设计35 3.9.4上、下不凝气管36 3.9.5冷凝水出口管36 3.10泵的设计与选择37 3.10.1离心泵的设计与选择37 3.10.2真空泵的选择与设计37 第四章技术经济分析39 第五章设备安装调试与注意事项40 参考文献42 致谢43 蒸发技术 使含有不挥发溶质的溶液沸腾汽化并移出蒸汽，从而使溶液中溶质组成提高的单元操作称为蒸发，所采用的设备称为蒸发器。蒸发操作广泛应用于化工、石油化工、制药、制糖、造纸、深冷、海水及原子能等工业中。 工业上采用蒸发操作主要达到以下目的： （1）直接得到经浓缩后的液体产品。 （2）制取纯净溶剂。 （3）同时制备浓溶液和回收溶剂。 蒸发过程的实质是传热壁面一侧的蒸汽冷凝与另一侧的溶液沸腾间的传热过程，溶剂的汽化速率由传热速率控制，故蒸发属于热量传递过程，但又有别于一般传热过程，因为蒸发过程具有下述特点： （1）传热性质传热壁面一侧的加热蒸汽进行冷凝，另一侧为溶液进行沸腾，故蒸发过程属于壁面两侧流体均有相变化的恒温传热过程。 （2）溶液沸点的改变含有不挥发溶质的溶液，其蒸汽压较同温度下溶剂（即纯水）的低，换言之，在相容压强下，溶液的沸点高于纯水的沸点，故当加热蒸汽一定时，蒸发溶液的传热温度差要小于蒸发水的温度差。溶液组成越高这种现象越显著。 （3）溶液性质有些溶液在蒸发过程中有晶体析出、易结垢和生泡沫，高温下易分解或聚合；溶液的粘度在蒸发过程中逐渐增大，腐蚀性逐渐加强。 （4）泡沫夹带二次蒸汽中常夹带大量液沫，冷凝前必须设法除去，否则不但损失物料，而且会污染冷凝设备。 （5）能源利用蒸发时产生大量二次蒸汽，如何利用他的潜热，是蒸发操作重要考虑的关键之一。