【正文】 — 填料直徑 ,m； d0—— 篩孔直徑 ,m； D—— 塔徑 ,m； ev— 液體夾帶量 ,kg（液） /kg（氣）； E—— 液流收縮系數(shù) ,無因次； ET— 總板效率 ,無因次； F— 氣相動能因子 ,kg1/2/(s 即： R=2Rm= t/℃ 125 128 131 134 oAP oBP x y 1? 2? 3? 4? 5? 6? 7? 8? 9? 10? 六盤水師范學(xué)院化工原理課程設(shè)計說明書 10 所以平衡線方程xxxxy 3 0 3 0 )1(1 ????? ?? （三） .求精餾塔的氣液相負(fù)荷 hk m o lDRL / ????? hk m olDRV /)()1( ?????? hk m o lFLL /39。 求實際踏板數(shù) 查的 TE = 精餾段： Np1=NT1/=14，取 Np1=14 塊； 提留段： NP2=NT2/=10；取 Np2=10 塊； 總塔板數(shù)： NP=Np1+Np2=24 塊 三、塔的操作工藝條件及相關(guān)物性數(shù)據(jù)的計算 （一）、操作壓力計算 塔頂操作壓力 ： PD＝ +4= kPa 每層塔板壓降 ：取 △ P＝ kPa 進料板壓力 ： PF＝ +4＋ 14＝ kPa 塔底操作壓力 ： PW＝ ＋ 24＝ kPa 精餾段平均壓力： Pm1＝（ ＋ ） /2＝ kPa 提餾段平均壓力： Pm2＝（ ＋ ） /2＝ kPa （二）、操作溫度計算 六盤水師范學(xué)院化工原理課程設(shè)計說明書 12 查溫度 組成圖可得相應(yīng)溫度如下： 塔頂溫度 ： TD＝ ℃ 進料板溫度 ： TF＝ ℃ 塔底溫度 ： TW＝ ℃ 精餾段平均溫度 ： Tm1＝（ ＋ ） /2 = ℃ 提餾段平均溫度 ： Tm2＝（ ＋ 134. 83） /2 = ℃ （三）、平均摩爾質(zhì)量計算 精餾段摩爾質(zhì)量 : 由拉格朗日插入法得： 氣相組成： , 116119: 11 ? ???? xx ?x 液相組成： , 116119: 11 ? ???? yy ?y 六盤水師范學(xué)院化工原理課程設(shè)計說明書 13 k g / k m o l 5 4 0 6)6 8 6 ( 8 6 V D m ?????? k g / k m o l 0 6)8 1 7 ( 1 7 L D m ?????? 提餾段平均摩爾質(zhì)量 : 氣相組成： , 128131: 22 ? ???? xx ?x 液相組成： ,4 0 7 0 7 7 1 128131: 22 ? ???? yy ?y k g / k m o l 1 0 3 . 5 5 3 41 0 6 . 1 6*0 . 1 8 8 )(19 2 . 1 3*0 . 1 8 8M V m 2 ??? k g/ k m o l 0 6*)3 1 (*3 1 L m 2 ???? （四）、平均密度計算 由于已查得 液相甲苯、乙苯在某些溫度下的密度（如表 3）， 液相平均密度用BAm1 ??? BA aa ?? 計算（ 式中 a 表示質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。 s， ?B? mPaT，其高度為 m 故精餾塔的有效高度 Z =Z 精＋ Z 提＋ =6＋ 4＋ = m 五 、塔板主要工藝尺寸的計算 (一 )、溢流裝置計算 精餾段溢流裝置計算 因塔徑 D＝ m，可選用單溢流弓形降液管平直堰。 （三）、物沫夾帶 六盤水師范學(xué)院化工原理課程設(shè)計說明書 23 （ 1） 精餾段：泛點率 %1 0 11111????bFLSVLVSAKCZLV ?? ? 泛點率 %1 0 1111???TFVLVSAKCV ?? ? 板上液體流經(jīng)長度： mWDZ dL 6 5 6 7 1 ?????? 板上液流面積： mAAA fTb ?????? 查物性系數(shù) K=,泛點負(fù)荷因數(shù)圖，得 ?FC %%1002 5 1 6 5 6 0 8 1 4 3 9 %100 11111??? ?????????bFLSVL VSAKCZLV ?? ?泛點率%%1 0 07 9 9 2 7 8 7 57 8 0 %1 0 1111???? ?????TFVLVSAKCV ?? ?泛點率 對于大塔，為了避免過量物沫夾帶，應(yīng)控制泛點率不超過 80%。估計該換熱器的管壁溫和殼體壁溫之差較大，因此初步確定選用帶膨脹節(jié)的固定管板式式換熱器。s 循環(huán)冷卻水在 50℃下的物性數(shù)據(jù)： 密 度 ： ρ =1000 kg/m3 定壓比熱容 ： cp=(kg 管程數(shù)和傳熱管數(shù) 依據(jù)傳熱管內(nèi)徑和流速確定單程傳熱管數(shù) 8200010 . 22 s2 s ??????? ????根 按單程管計算，所需的傳熱管長度為 m 1 0 . 0 9 3300 . 0 2 52 3 . 7 7nd SL o ????? ?? （ do為管外徑）。 C) W / ( m3 6 5 . 5 4 36 1 2 . 3 9 4 511 0 0 00 . 1 7 20 2 2 0 2 0 2 0 2 0 2 1 0 0 00 . 3 4 40 2 7 4 4 . 7 6 50 2 111211????????????????????smooso RdbdddRddK ④傳熱面積 S 23m m 35. 55 1358. 52 22363. 87210757. 0501tK QS ?? ???? 該換熱器的實際傳熱面積 Sp 2op m 2 3 . 0 210580 . 0 ??????? ）（）（lN? ,因 S180?！?) (kg雖然浪費了時間但是也讓我知道了粗心大意的后果，并且去改掉粗心的毛病。通過自學(xué)及老師的指導(dǎo)和同學(xué)的幫助，不僅鞏固了所學(xué)的化工原理知識 ,更極大地拓寬了我的知識面，讓我更加認(rèn)識到實際化工生產(chǎn)過程和理論的聯(lián)系和差別，這對將來的畢業(yè)設(shè)計及工作無疑將起到 至關(guān) 重要的作用 . 這次 課程設(shè)計，從最開始的草稿，到后來的電子稿，我經(jīng)過了一遍又一遍的修改，每次修改都伴隨著我很大的努力，當(dāng)然也伴隨著我很大的進步，更使我明白理論離實踐的距離真的很遠(yuǎn)。 ②殼程阻力 ss210 NF)PP(P? ??????? 流體流經(jīng)管束的阻力用 2u)1N(nFfP 21Bc11 ?????計算： F=， nc=10， NB=40， u1= 摩擦系數(shù) 0 . 5 8 51 4 2 5 5 . ???? ??f Pa 1 9 3 0 . 1 12 0 . 2 0 5 77 7 8 . 5 6 1)140(100 . 5 7 1 60 . 5P 21 ?????????? 流體流過折流板缺口的阻力 2u)D2B3 . 5(NP 21B2 ???? B=， D=， Fs= Pa 1 8 1 1 . 8 2 52 0 . 2 0 5 77 7 8 . 5 1)0 . 40 . 1 523 . 5(40P 22 ???????? 六盤水師范學(xué)院化工原理課程設(shè)計說明書 35 Pa 8 6 0 6 . 5 2 1 421 . 1 51 8 1 1 . 8 2 51 9 3 0 . 1 1P ??????? ）（ ，殼程流動阻力也能接受?！?W ； 管壁的導(dǎo)熱系數(shù) λ =48 W/(m℃） 傳熱面積： 23m m 20. 6754. 7965010754. 87tK QS ?? ????? 考慮 15％的面積裕度， S=S′= = m2。℃ ) 導(dǎo)熱系數(shù) ： λ 1= W/(m 液體降液管內(nèi)停留時間 sLHA S Tf 5~3??? 以 s5?? 作為液體在降液管內(nèi)停留時間的下限，則： smHAL TfS /0 2 4 4 7 3 )( 3m a x ???? （ 六 、漏液線 對于 F1型重閥，依 50?F 作為規(guī)定氣體最小負(fù)荷的標(biāo)準(zhǔn)，則 NudVS ? 精餾段： smVS /4 0 2 6 3 53 8 00 3 8 )( 32m i n1 ????? 提留段： smVS /2 3 5 53 8 00 3 8 )( 32m i n2 ????? （ 七 ）、液相負(fù)荷下限 取堰上液層高度 ?owh 作為液相負(fù)荷下限條件作出液相負(fù)荷下 限線，該線為與氣相流量無關(guān)的豎直線。 )( WTd hHH ??? ,即 dLpd hhhH ??? （ 1）精餾段： 單層氣體通過塔板壓降所相當(dāng)?shù)囊褐叨龋?mhP ? 液體通過液體降液管的壓頭損失： mhl Lh W Sd 0 1 1 ) 0 0 5 5 (1 5 )(1 5 220201 ???? 板上液層高度： mhL ? ，則 mH d 1 5 1 1 7 6 5 ???? 取 ?? ，已選定 mhmH wT , 1 ?? 則 mhH wT )4 2 1 6 ()( 1 ?????? 可見 11 )( wTd hHH ??? ，所以符合要求。 六盤水師范學(xué)院化工原理課程設(shè)計說明書 18 液氣動能參數(shù) ： 2 . 8 97 6 2 . 3 32 1 . 9 30 . 0 0 9 9VLPF1/ 21/ 2V m 2L m 2s2s22 ?????????????????? ?? 查 Smith 通用關(guān)聯(lián)圖得 ??C 負(fù)荷因子： m / s 06 2017 . 260. 07 320CC0 .20 .2L m 2202 ????????????????? ? 最大允空塔氣速： m / s 0 2 2 . 9 8 2 . 9 87 6 2 . 3 30 6 4 V m 2 V m 2L m 22F2 ??? ? ??? 取適宜空塔氣速：μ 2= F= m/s 估算塔徑 ： m 0. 72 030. 78 51. 930. 78 5VD s239。 s 同理 。1414131312121111101089887766554433??????????????????????????????????wfxxyxyxyxyxyxxyxyxyxyxy；據(jù)代入提餾段方程中。 第二章 精餾塔的工藝計算 一、精餾塔的物料衡 算 (一 )、原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的摩爾分率 甲苯的摩爾質(zhì)量 MA= kg/kmol 乙苯的摩爾質(zhì)量 MB= kg/kmol 六盤水師范學(xué)院化工原理課程設(shè)計說明書 8 ?FX ??