某中央循環(huán)管式蒸發(fā)器結構尺寸的計算過程案例分析目錄TOC\o"1-3"\h\u195181.1加熱管的選擇和管數的初步估計 1154551.2循環(huán)管直徑的選擇 1295101.3加熱室直徑及加熱管數目的確定 2287701.4分離室直徑與高度的確定 2114001.5接管尺寸的確定 3212051.5.1溶液的進出口管 4123261.5.2二次蒸汽管 4中央循環(huán)管式蒸發(fā)器的主要結構尺寸包括：加熱室和分離室的直徑和高度；加熱管與中央循環(huán)管的規(guī)格、長度及在管板上的排列方式。這些尺寸的確定取決于工藝計算的結果。1.1加熱管的選擇和管數的初步估計加熱管的常用規(guī)格有，，等幾種。應根據溶液結垢的難易程度、溶液的起泡性和設備廠房的高度來選擇管道的長度。本次設計加熱管選用長度為3m的無縫鋼管。由下式估算所需管數：n'=Sπ式中——蒸發(fā)器的傳熱面積，；——加熱管的管徑，；——加熱管長度，?？紤]到管板厚度占據的傳熱面積，因加熱管固定在管板上，所以計算時的管長用（L-0.1）m。最小實際管數n只有在管板上排列加熱管后才能確定。1.2循環(huán)管直徑的選擇D1=n'對加熱面積較小的蒸發(fā)器，應取較大的百分數。本設計選取φ920×12mm循環(huán)管，管長與加熱管管長相同為3.1.3加熱室直徑及加熱管數目的確定加熱室的內徑取決于加熱管和循環(huán)管的規(guī)格、數目及在管板上的排列方式。加熱管在管板上的排列以三角形排列。管心距t一般為加熱管外徑的1.25～1.5倍。目前在換熱器設計中，管心距的數值已經標準化，當加熱管規(guī)格確定，便可得到相應的管心距，確定值見表4-1。表4-1不同加熱管尺寸的管心距加熱管外徑19253857管心距25324870加熱室內徑和加熱管數確定，先計算管束中心線上管束，管子按正三角形排列時：nc=1.1n；式中：n—總加熱管數.初估加熱管內徑用：D殼體內徑的標準尺寸列于表3-2中，以供參考。表4-2殼體的尺寸標準殼體內徑，mm400-700800-10001100-15001600-2000最小壁厚，mm8101214三角形排列初步估算加熱室內徑，即n取1934，n根據表選取加熱室殼體內徑為2400mm，壁厚為14mm。1.4分離室直徑與高度的確定分離室的直徑和高度分離室的體積來確定，而分離室的體積與二次蒸汽的體積流量及蒸發(fā)體積強度有關。分離室體積的計算式:V=W3600ρUm3式中V——分離室的體積，；——某效蒸發(fā)器的二次蒸汽流量，kg/h；——某效蒸發(fā)器的二次蒸汽密度，U——蒸發(fā)體積強度，，即每立方米分離室每秒鐘產生的二次蒸汽量，允許值為?，F取U=1.1；二次蒸汽的密度見表4-3。表4-3二次蒸汽密度的確定效次123二次蒸汽溫度，℃12910466.1密度，kg/1.610.820.17根據前述計算值到代入分離器體積的計算式可得：V1=W1V2=W2V3=W3各效的二次蒸汽量是不同的，且密度也不相同，分離室體積也不相同，通常末效體積最大。設計時應該取一致的尺寸。分離室體積應該取其中最大者。所以分離器的體積V=47.3m3分離室高度H與直徑D符合下列關系：。對于中央循環(huán)管式蒸發(fā)器，為保證足夠的霧沫分離高度，其分離室一般不能小于1.8m。分離室的直徑也不能太小會導致二次蒸汽流速過大，霧沫夾帶現象嚴重。根據上述原因，取H/D=1.5,帶入值解得：D=3.43m；H=5.1m1.5接管尺寸的確定流體進出口的內徑按下式計算d=式中流體的體積流量m3/s；流體的適宜流速m/s。估算出內徑后，應從管規(guī)格表格中選擇標準管。1.5.1溶液的進出口管對于并流加料的三效蒸發(fā)根據第一效溶液流量來確定接管。取適宜流速選取則d=4Vsπι查《化工工藝手冊》，選用Φ152×10mm規(guī)格管1.5.2二次蒸汽管二次蒸汽體積流量應取各效中較大者,已知ρ1=1.0537