【文章內(nèi)容簡介】 以 (2)殼程對流傳熱系數(shù) 若蒸汽在水平管束上冷凝，用下式計算冷凝傳熱系數(shù)：式中、μ、ρ均為水在125℃時液體的物性參數(shù)。為水在125℃下的汽化熱。W/(3)污垢熱阻根據(jù)《化工原理課程設(shè)計》書中的附錄二十查得管內(nèi)、外側(cè)污垢熱阻分別為：(4) 總傳熱系數(shù)K即K計=(m2℃) 故所選擇的換熱器是合適的。 (1)管程壓降 其中,，平均粘度 管程流速 雷諾數(shù)(湍流)對于碳鋼管,取管壁粗糙度ε=，所以由《食品工程原理》書的λRe關(guān)系圖中可查得 λ=(2)殼程壓降,其中Ft=（氣體），Ns=1。 因管子排列方式為正三角形，所以 F=。殼程流通面積殼程流速 雷諾數(shù) 因殼程通過的是水蒸汽，故不需加折流擋板，即NB=0，因此。計算結(jié)果表明,管程和殼程的壓降均能滿足設(shè)計要求。設(shè)計結(jié)果：選用帶補(bǔ)償圈固定管板式換熱器，型號：JB/T 471592(1)管程流體進(jìn)出口接管的選擇 根據(jù)液體一般在管中的流速大小，選擇原料液進(jìn)出接管的流速為，則接管內(nèi)徑為根據(jù)《化工流體流動與轉(zhuǎn)熱》附錄二十二的熱軋無縫鋼管的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格選擇規(guī)格為φ50mm3mm,di=44mm=核算流速 故選擇的接管規(guī)格合適。(2)殼程流體進(jìn)口接管的選擇根據(jù)飽和蒸汽一般在管中的流速大小，選擇水蒸汽進(jìn)入接管時的蒸汽的流速為，則接管內(nèi)徑為根據(jù)熱軋無縫鋼管的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格選擇規(guī)格為φ108mm3mm,di=102mm=核算流速 故選擇的接管規(guī)格合適。（3）殼程流體出口接管的選擇根據(jù)液體一般在管中的流速大小，選擇冷凝液流出接管時的流速為，則接管內(nèi)徑為根據(jù)《化工流體流動與轉(zhuǎn)熱》附錄二十二的冷軋無縫鋼管的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格選擇規(guī)格為φ32mm3mm，di=26mm=核算流速 故選擇的接管規(guī)格合適 選擇換熱器的類型。 ℃的含乙醇91%℃的的飽和液體，冷卻水的進(jìn)口溫度是15℃，由于呼和浩特地區(qū)是缺水地區(qū)，所以選擇冷卻水的出口溫度為35℃。全凝器中兩種流體溫度變化不大（50℃70℃），選擇帶補(bǔ)償圈的固定管板式換熱器。 流動空間和管材的選用。 由于蒸汽是熱流體且比較干凈不易結(jié)垢，蒸汽走殼程便于散熱，可提高冷卻效果，不必清洗管子而且便于及時排除冷凝液。粘度大，流量較小的冷卻水易結(jié)垢走管程便于清洗管子，此外還可以提高流速以增大其對流傳熱系數(shù)。所以，蒸汽走殼程，冷卻水走管程。因碳鋼管價格低強(qiáng)度好，全凝器中的流體沒有腐蝕性，所以選用碳鋼管。 根據(jù)定性溫度確定物性參數(shù)熱流體T ℃ ← ℃冷流體t 15℃ → 35℃△t ℃ ℃冷流體的定性溫度為25℃熱流體的定性溫度為T=℃。根據(jù)定性溫度分別查取的物性參數(shù)如下： 表231 塔頂冷凝器內(nèi)原料物性參數(shù)名 稱密度ρKg/m3定壓比熱CpkJ/(Kg℃)導(dǎo)熱系數(shù)，W/(m℃)粘度μPas汽化熱rkJ/kg乙醇（℃）104864乙醇蒸氣（℃）105水（℃）104水蒸氣（℃）103冷卻水(25℃)103 換熱器的衡算塔頂冷凝器的工藝計算，初選換熱器。 (1)熱負(fù)荷的計算(2)冷卻水的消耗量=(3)計算平均溫度差按單殼程、雙管程考慮，一側(cè)恒溫，求逆流時的平均溫度差：熱流體T ℃ ← ℃冷流體t 15℃ → 35℃△t ℃ ℃(4)初選K值，估算傳熱面積由表3，取K選=900.傳熱面積S：176。C（50℃～70℃），選擇帶有補(bǔ)償圈的固定管板式換熱器。根據(jù)固定管板式換熱器的系列標(biāo)準(zhǔn)，初選的固定管板式換熱器型號為：JB/T 471592主要參數(shù)如下：表232 列管參數(shù)公稱直徑600mm管子尺寸φ25管子數(shù)n245管長L/mm4500管中心距mm32管程數(shù)Np1管子排列方式正方形管程流通面積/實際換熱面積 (1)管程對流傳熱系數(shù)對于低粘度流體，所以(2)殼程對流傳熱系數(shù) 若蒸汽在水平管束上冷凝，用下式計算冷凝傳熱系數(shù)：式中、μ、℃時液體的物性參數(shù)。℃下的汽化熱。(3)污垢熱阻根據(jù)《化工流體流動與傳熱》書中的附錄二十查得管內(nèi)、外側(cè)污垢熱阻分別為：(4)總傳熱系數(shù)K故所選擇的換熱器是合適的。 (1)管程壓降 其中,，管程流速 雷諾數(shù)(湍流)對于碳鋼管,取管壁粗糙度ε=，所以由《化工流體流動與轉(zhuǎn)熱》書的λRe關(guān)系圖中可查得 λ=。 (2)殼程壓降,其中Fs=，Ns=1。 因管子排列方式為正方角形，所以 F=。殼程流通面積殼程流速 雷諾數(shù) 加擋板：對數(shù)，間距，殼徑D=計算結(jié)果表明,管程和殼程的壓降均能滿足設(shè)計要求。設(shè)計結(jié)果：選用固定管板式換熱器，型號：JB/T 471592(1)管程流體進(jìn)出口接管的選擇 根據(jù)液體一般在管中的流速大小，選擇原料液進(jìn)出接管的流速為，則接管內(nèi)徑為根據(jù)《化工流體流動與傳熱》附錄二十二的熱軋無縫鋼管的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格選擇規(guī)格為φ54mm3mm,di=48mm=核算流速 故選擇的接管規(guī)格合適。(2)殼程流體進(jìn)口接管的選擇根據(jù)飽和蒸汽一般在管中的流速大小，選擇水蒸汽進(jìn)入接管時的蒸汽的流速為，則接管內(nèi)徑為根據(jù)熱軋無縫鋼管的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格選擇規(guī)格為φ42mm,di=35mm=核算流速 故選擇的接管規(guī)格合適。（3）殼程流體出口接管的選擇根據(jù)液體一般在管中的流速大小，選擇冷凝液流出接管時的流速為u=，則接管內(nèi)徑為根據(jù)《化工流體流動與傳熱》附錄二十二的冷軋無縫鋼管的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格選擇規(guī)格為φ58mm2mm，di=54mm=核算流速 故選擇的接管規(guī)格合適。 塔頂冷卻器的設(shè)計 確定設(shè)計方案 1．選擇換熱器的類型℃的含乙醇92%的飽和液冷卻儲存，℃，熱流體的出口溫度是35℃。冷卻水的進(jìn)口溫度是12℃，出口溫度是25℃.冷卻器中流體溫度差不大，殼里壓力是常壓，可選擇固定管板式換熱器。2．確定流體的流經(jīng)和管材。 由于冷卻水可能含有渣滓,走管程利于清洗，由于壁面的原因熱流體走殼程有利于提高冷卻效果，所以塔頂餾出液走殼程，冷卻水走管程。換熱器內(nèi)的流體沒有腐蝕性所以選用碳鋼管，可降低設(shè)備費。 根據(jù)定性溫度確定物性參數(shù)熱流體 T ℃ → 35℃冷流體t 25℃ ← 15℃（呼和浩特地區(qū)水溫15℃）△t ℃ 20℃熱流體的定性溫度為。冷流體的定性溫度為。根據(jù)定性溫度分別查取的物性參數(shù)如下：表241 塔頂冷卻器原料物性參數(shù)名稱密度ρKg/m3定壓比熱CpkJ/(Kg℃)導(dǎo)熱系數(shù)k，W/(m℃)粘度μPas汽化熱rkJ/kg冷卻水(20℃)103乙醇（℃）103572水（℃）489106 換熱器的衡算塔頂冷卻器的工藝計算