【文章內(nèi)容簡介】 K估算傳熱面積，參照《換熱器》，取=700 W/(m2℃)傳熱面積S： (5)初選換熱器型號由于兩流體溫差大于50℃，小于70℃，可選用帶有補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準，初選的固定管板式換熱器主要參數(shù)如下：表2 列管參數(shù)公稱直徑d325mm管子尺寸d0Φ25管子數(shù)n40管長L/mm2管中心距mm32管程數(shù)Np4管子排列方式正三角形管程流通面積/實際換熱面積SO 采用此換熱面積的換熱器，則要求過程的總傳熱系數(shù)為：℃） (1)管程壓降 其中,，管程流速 雷諾數(shù) 10000(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關系圖中可查得 λ=。 (2)殼程壓降,其中Fs=（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) (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、ρ均為水在120℃時液體的物性參數(shù)。為水在120℃下的汽化熱。[](3)污垢熱阻根據(jù)《化工原理課程設計》書中的附錄二十查得管內(nèi)、外側污垢熱阻分別為：(4)總傳熱系數(shù)K實際換熱面積K值校正 故所選擇的換熱器是合適的。(1)管程流體進出口接管的選擇 根據(jù)液體一般在管中的流速大小，選擇原料液進出接管的流速為，則接管內(nèi)徑為根據(jù)《化工原理教材上冊》附錄375頁的熱軋無縫鋼管的標準規(guī)格選擇規(guī)格為φ68mm,di=63mm=核算流速故選擇的接管規(guī)格合適。(2)殼程流體進口接管的選擇根據(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)熱軋無縫鋼管的標準規(guī)格選擇規(guī)格為φ325mm14mm,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)《化工原理教材上冊》附錄358頁的冷軋無縫鋼管的標準規(guī)格選擇規(guī)格為φ13mm，di==核算流速 故選擇的接管規(guī)格合適℃下原料液的平均比熱容：假設升高到60℃， 假設原料液被升溫到：℃原料液最終被升溫到：℃===℃，介于50℃和70℃，可選用帶有補償圈的固定管板式換熱器。℃）λ=原料液的密度管程流體進出口接管選擇規(guī)格為φ68mm殼程流體進口接管選擇規(guī)格為φ325mm14mm的熱軋無縫鋼管殼程流體出口接管選擇規(guī)格為φ13mm 塔底冷卻器的設計 確定設計方案1．選擇換熱器的類型 ℃%的釜底液冷卻儲存，℃，熱流體的出口溫度是35℃,℃,出口溫度25℃。 2．確定流體的流經(jīng) 由于原料液可能含有渣滓,走管程利于清洗，且原料液可通過熱流體的傳熱提高溫度，在進入原料預熱器時可節(jié)省蒸汽用量；熱流體走殼程可通過殼壁面向空氣中散熱，有利于冷卻。所以原料液走管程，釜底液走殼程。換熱器內(nèi)的流體沒有腐蝕性，所以選用碳鋼管，可降低設備費。 根據(jù)定性溫度確定物性參數(shù)蒸汽 T ℃ → 35℃原料液t 25℃ ← 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3 塔底冷卻器原料物性參數(shù)名稱密度ρKg/m3定壓比熱CpkJ/(Kg℃)導熱系數(shù)k，W/(m℃)粘度μPas%乙醇液（℃）103冷卻水（20℃）103 換熱器的衡算塔底冷卻器的計算備注熱量衡算 (1)熱負荷的計算 (2)冷卻水消耗量(2)計算平均溫度差按單殼程、雙管程考慮，一側恒溫，求逆流時的平均溫度差：熱流體溫度T ℃ → 35℃冷流體溫度t 25℃ ← 15℃ ℃ 20℃(3)初選K值，估算傳熱面積由表3，取℃）傳熱面積S：根據(jù)固定管板式換熱器的系列標準，初選的固定管板式換熱器型號為主要參數(shù)如下：表4 列管參數(shù)公稱直徑273mm管子尺寸Φ25管子數(shù)n32管長L/mm3000管中心距mm32管程數(shù)2管子排列方式正三角形管程流通面積/實際換熱面積SO ℃） (1)管程壓降 其中,管程流速 雷諾數(shù)10000（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關系圖中可查得 λ=。 λ= 離心泵的選型與計算設計任務要求離心泵用于原料液的輸送，是原料泵，根據(jù)流程圖，該離心泵需要完成從儲罐輸送原料液流經(jīng)塔底冷卻器管程、100m長的直管管路、管路中各部件（包括2個截止閥、1個調(diào)節(jié)閥、5個標準彎頭）、預熱器管程，再到精餾塔進料口。 物性參數(shù)的獲取原料液物性參數(shù)表5預熱器內(nèi)原料物性參數(shù)名 稱密度ρKg/m3定壓比熱CpkJ/(Kg℃)導熱系數(shù)W/(m℃)粘度μPas汽化熱rkJ/kg原料液（℃）869104水(120℃)104水蒸汽(120℃) 105則： 離心泵的選型⑴體積流量 ⑵設計輸送高度（儲罐液面與精餾塔進料口高度差）為Z1=20m，根據(jù)預熱器接管的計算，已知輸送管道為令儲罐液面保持恒定，并且設計儲罐液面上方維持常壓并以此為基準面，.（3）泵的選擇選取儲液槽上方液面為11’,進料口為22’，列伯努利方程： 因為蒸汽正殼程故： ⑷阻力壓頭損失的計算直管阻力壓頭損失的計算10000湍流取碳鋼管的粗糙度為，則由圖，查得λ=直管長L=100m，則直管壓降直管管路中各部件包括2個截止閥、1個調(diào)節(jié)閥、5個標準彎頭：截止閥： 調(diào)節(jié)閥（全開）：標準彎頭： 出口阻力系數(shù)： 進口阻力系數(shù)： 共有進口4個，出口3個所以局部阻力壓降為 （5）塔底冷卻器壓強降的計算表6塔底冷卻器原料物性參數(shù)名稱密度ρKg/m3定壓比熱CpkJ/(Kg℃)導熱系數(shù)k，W/(m℃)粘度μPas%乙醇液（℃）103冷卻水（20℃）103由冷凝器的計算得壓降：又預熱的管程壓降：換熱器的總壓降為。 管路的壓頭m又因為輸送的液體為有機溶劑，屬于易燃物品，所以要求必須有較高的密封性能，故選用油泵（Y型）。根據(jù)，從Y型離心油泵系列中選取50Y60型離心泵。50Y60型離心泵主要參數(shù)體積流量揚程m功率KW轉速r/min汽蝕余量效率軸電機6011295045% 由于原料液的密度小于水的密度，所以不需核算泵所需的軸功率，而從上面有關數(shù)據(jù)科看出，泵所提供的流量Q和揚程H均稍大于管路系統(tǒng)要求值，實際生產(chǎn)操作中流量可通過泵出口閥開度來調(diào)節(jié)。 塔頂冷凝器的設計 確定設計方案 選擇換熱器的類型。 ℃的含乙醇92%的液體冷凝為35℃的的飽和液體，冷卻水的進口溫度是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25℃。全凝器中兩種流體溫度變化不大（50℃70℃），選擇帶補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垢，蒸汽走殼程便于散熱，