化工原理課程設(shè)計(jì)---空氣中丙酮的回收工藝操作(編輯修改稿)
2024-07-09 07:56 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 10355 ?? ??= 105 α1=1d? = （ 105） = W/(m2 K) 飽和水蒸汽在 110℃下的物性數(shù)據(jù)如下： 3// mkg? )/(/ kkgkJCp ? )/(/ KmW ?? sPa??? / Pr 951 u=）外 22d2(4/1,?dqm?? = ）20 5 7 (49 5 1/2 6 ??= m/s de=4A/π =)0 5 7 ()0 5 7 (44 22?????? = m Re= ??ude = 895 ???? = α 2=ed? = = W/(m2 K) 化工原理課程設(shè)計(jì) 15 傳熱系數(shù) K的計(jì)算：（忽略壁阻和污垢熱阻） K= 1/(2121 α1α1 ?? dd )=1/(138 ??) = W/(m2 K) Q= π Ld2K Δ tm L=m2 ΔtKπd ?Q = 3??? ??= m 因?yàn)? m 較大， 選取每根管程為 2 m, 所以， ??n 根 ② 列管式換熱器的計(jì)算 用精餾塔塔釜液體加熱吸收塔塔底流出的丙酮 水混合液，預(yù)熱至 62℃ ，換熱器采用列管換熱器，逆流傳熱。由丙酮?dú)庖浩胶鈹?shù)據(jù)表可得：液相中丙酮含量為 %時(shí)，釜液溫度為 97 ℃。 冷流體進(jìn)口溫度 T1=97 ℃ ，出口溫度為 T2， 將冷、熱流體近似看作純水溶液，則 CP， 1=CP， 2= CP，水 。 熱流體平均摩爾質(zhì)量： M 熱 =Σ xiMi= +（ ） 18 = kg/kmol。 熱流體流量 qm， 1=W M 熱 = = kg/s 。 qm， 1Cp， 1（ T1 T2） = qm， 2Cp， 2（ t2t1） 故 T2= T11，p1，m122，p2，m Cq ）tt( Cq = 97 20)(? = ℃ 江蘇大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 16 采用直徑為 Φ 19 3 mm 的圓管，冷流體流經(jīng)管內(nèi)，熱流體在管外與之逆流換熱。 則，內(nèi)徑 d1= m； 外徑 d2= m 熱流體定性溫度 T=（ 97+） /2= ℃ 熱流體在 ℃ 下的物性數(shù)據(jù)如下 ： 31 // mkg? )/(/1 kkgkJcp ? )/(/1 KmW ?? sPa??? /1 1Pr 406 冷流體定性溫度 t=（ 20+62） /2=41 ℃ 冷流體在 41 ℃下的物性數(shù)據(jù)如下： 32 // mkg? )/(/2 kkgKJcp ? )/(/2 KmW ?? sPa??? /2 2Pr 設(shè)管內(nèi)冷流體流速為 u2= m/s, qv，冷 =22,?mq = = 103 m3/s qv，冷 =n4?d12 u n= udqv ?? 214? ，冷 = 1 4100 1 23??? ?? =61 根 平均推動(dòng)力 Δ tm= )/()ln( )()(12211221 tTtT tTtT ?? ??? = )()6297ln( )()6297( ?? ??? = ℃ Q=qm， 2Cp， 2（ t2t1） = （ 6220） = kJ/s 化工原理課程設(shè)計(jì) 17 冷流體給熱西數(shù)的計(jì)算： Re=2221??ud = ?? ?? =9873 α 1=12d? Re = = W/(m2 K) 熱流體給熱系數(shù)的計(jì)算： 由《化工原理》附錄表查得含 61 根 Φ 19 3 mm 單程管的列管式換熱器的公稱直徑 d=273 mm= m。 u1 =111, /Aqm ? = ????? ?? = m/s de=?14A= m Re=111??ude =61040 6 708 ???? = α 2=ed1? Re Pr1 江蘇大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 18 = = W/(m2 K) 總傳熱系數(shù)的計(jì)算：（忽略管壁熱阻和污垢熱阻） K=1/（2121 α1α1 ?? dd ） =1/( ??) = W/(m2 K) Q= nπ Ld2K Δ tm 故 L=m2 ΔtKnππ ?Q = 3???? ?? = m 按單程管設(shè)計(jì)， 其傳熱管過(guò)長(zhǎng)，宜采用多管程結(jié)構(gòu)。則可 取傳熱管長(zhǎng)為 L=6 m， 則該換熱器管程數(shù)為 Np=L/6≈ 2（ 管程數(shù) ） 所以 傳熱管總根數(shù)為 61 2=122 根 則 查《化工原理》附錄表可得，含 122 根管長(zhǎng)為 6m， Φ 19 3 mm 的傳熱管的雙程管的總公稱直徑為 DN約為 400 mm= m。 ③ 套管式換熱器 2的計(jì)算 將列管式換熱器中預(yù)熱過(guò)冷流體的釜液冷凝至 20 ℃，進(jìn)吸收塔 選用內(nèi)管直徑為 Φ 58 mm，外管直徑為 Φ 78 mm 的套管式換熱器逆流傳熱，熱流體經(jīng)管內(nèi)。 已知：冷流體：流量 1mq = kg/s,進(jìn)口溫度 1t =10℃ 熱流體：流量 2mq = kg/s， 進(jìn)口溫度 1T = ℃ ,出口溫度2T =20℃ 化工原理課程設(shè)計(jì) 19 由于丙酮的濃度很低，所以將冷熱流體均看作水，其比熱容近似相等 根據(jù)熱量衡算式： Q= )()( 12222111 ttcqTTcq pmpm ??? 由此可得 ?t ℃ sKJTTcqQ pm / 2 3)(1 7 )( 2111 ??????? 熱流體定性溫度 ： 2 21 ????? TTT℃ 查得熱流體在 ℃ 下物性參數(shù)： 31 // mkg? )/(/1 kkgKJcp ? )/(/1 KmW ?? sPa??? /1 1Pr mdmdmd , 21 ??? 外 smdqum/422111 ???? ??? 561111 ??? ???? ??? ud PrRe02 d?? ? = )( ???? = W/(㎡ ?K) 冷流體的定性溫度 21 ????? ttt ℃ 查得冷流體在 ℃ 下物性數(shù)據(jù) ： 32 // mkg? )/(/2 kkgKJcp ? )/(/2 KmW ?? sPa??? /2 2Pr 1004 江蘇大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 20 smddqum/)(4)(4 22222222 ????? ???外 mAd e )( )(44422??? ?????? ?? 46222 04 ??? ???? ??? ud e PrRe02 d?? ? = )( ???? = W/(㎡ ?K) 傳熱系數(shù)的計(jì)算（忽略壁阻，污垢熱阻）： 11 111 12121????????? ddK W/(㎡ ?K) 1020 )1020()()()(12211221 ??? ?????? ????? IntTtTIn tTtTt m ℃ mtLKdQ ?? 2? ? mtKd QLm 32 ????????
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