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1. 研究目的与意义
自然循环蒸发器的原理是由于溶液受热程度不同,从而产生密度差而推动循环。外热式循环蒸发器采用外置加热室,便于清洗和更换,它不仅适用于葡萄糖、淀粉、化工介质、乳品等浓缩,更适用于热敏性低沸点物料的浓缩。目前蒸发器在工业上得到广泛应用,技术也越来越成熟。为了提高生产效率,减少能源浪费,使工业生产变得环保绿色,我们要在已有的蒸发器的基础上做出改进,设计出新型高效环保的蒸发器。
然而由于蒸发器的设计过程复杂繁琐,给我们的改进设计带来许多麻烦。因而若是将蒸发器的工艺设计和结构设计过程用程序表达出来,其间所用的各项计算、查图、查表的过程全部通过程序实现,可以简化计算,减少误差,有效地提高我们对蒸发器的设计效率
2. 国内外研究现状分析
蒸发作为一种重要的化工单元操作,本身就是一个热传递的过程。关于蒸发器的类别,目前按照循环是否需要外加推动力,蒸发器可分为自然循环蒸发器和强制循环蒸发器两大类。
蒸发器是高能耗设备,也是制糖,制盐等工业生产的关键性工艺设备。虽然采用的强制循环泵可以减缓结垢、提高效率,但却消耗大量的能耗。例如,制盐蒸发器的acp11-900型循环泵[1]160kw这样一套蒸发装置每年的电费就高达两百多万元。因此,自然循环蒸发器的研究对于节能具有重要意义。
目前,我国在氯碱,盐化工行业中广泛使用的列文式蒸发器就是一种典型的自然循环蒸发器,它最大的特点就是在加热室上增加了一段2.75米的沸腾管,加热室内料液因多受这段液柱静压影响,不在加热室沸腾而在沸腾室沸腾[2],这样的话,就减少了能量的损失。1991年卢赤杰等[3]尝试改进了沸腾管的尺寸来增大循环管截面积,研究出适用于易结垢、物料粘度大的改良型外热式管外沸腾自然循环蒸发器 , 兼顾了外热式自然循环蒸发器和列文蒸发器的优点,也给出了详细的结构设计参数及计算方法。1999年,张国庆[4]研究了万吨重铬酸钠一次蒸发工序强制循环蒸发器,对其中的加热器的静压头、加热管的加热面积、循环泵压头及流量、闪蒸室汽液分离高度等进行优化工艺计算及选型。2004年,俞秀民[5]在关系复杂的诸多影响因素中,提出动力温度δt0概念,并且以此作为计算基本参数建立起绝热、平衡、线性汽化过程的推动力理论计算式.在深入分析沸腾室内实际汽化过程的不平衡、非线性和出口动能损失等影响后提出了有效推动力的计算式.
3. 研究的基本内容与计划
研究内容:用vb软件将蒸发器的结构设计和工艺设计的过程用程序表达出来。期间所用的各项计算、查图、查表的过程全部通过程序实现,使得计算简化,设计误差减小,设计更为精确,便捷,减少工作时间,提高蒸发器设备设计效率。本课题将基于vb编程语言,开发一套适用于该蒸发器的设计计算软件,使设计工作变得简单而可靠。
时间安排:
1~3周:调研及查阅文献,翻译外文资料写出开题报告;
4. 研究创新点
无
