【文章內(nèi)容簡介】 與溫度關(guān)聯(lián)式結(jié)合而得的。 （235） 2)法 基于的方法，得出： （236）在中含有及作為參數(shù)，因此此法是型方程的發(fā)展。 3）雙參考流體法 作為對應(yīng)狀態(tài)法的一種發(fā)展，等提出不固定參考流體的雙參考流體法。此類方法除可用于估算熱力學(xué)性質(zhì)外，還可以用于估算傳遞性質(zhì)，其中包括導(dǎo)熱系數(shù)?；娟P(guān)系式為： （237） （238）式中，是摩爾質(zhì)量，是臨界溫度,是臨界體積。 在下的導(dǎo)熱系數(shù)用的沸點法估算在下的導(dǎo)熱系數(shù)。由式： 式中： 則有： 在一個大氣壓，下的導(dǎo)熱系數(shù)用的沸點法估算在一個大氣壓，下的導(dǎo)熱系數(shù)。由式：式中： 則有： 苯胺在一個大氣壓，下的導(dǎo)熱系數(shù)用的沸點法估算苯胺在一個大氣壓，下的導(dǎo)熱系數(shù)。由式：式中： 則有： 硫磺在一個大氣壓，下的導(dǎo)熱系數(shù)用的沸點法估算硫磺在一個大氣壓，下的導(dǎo)熱系數(shù)。由式：式中： 則有：[10]估算混合物的導(dǎo)熱系數(shù)，考慮實際生產(chǎn)情況，取反應(yīng)的最初狀態(tài)。即當(dāng)物料處于一個大氣壓，時的狀態(tài)。液體混合物導(dǎo)熱系數(shù)的估算方法很多，下面介紹其中常用的幾種，以便作出比較，選擇其中適合的方法進行下一步的計算。1）方程： （239）式中，是組元1，2的質(zhì)量分率，而是純組元的導(dǎo)熱系數(shù)，而組元排列是。當(dāng)已有一些實驗值時，即此式又可變?yōu)榛貧w方程使用。式中的還可用摩爾分率代替。2）等方法： （240）式中，可回歸求得，無實驗值時，可取為1，本法誤差大致在7%以內(nèi)。3）等的方法： （241）式中，是組元的摩爾分率，而式中的是基于法的，式中，而。此法曾對50對二元物系（包括高極性物系）的600個數(shù)據(jù)點進行計算，平均誤差3%。經(jīng)比較，最適合本設(shè)計的方法是方程。[9]采用兩兩混合的方法進行計算。 與的混合物導(dǎo)熱系數(shù)首先計算與的混合物導(dǎo)熱系數(shù)，在前面物料衡算中可知投入料量：：，：.用方程：式中：：的質(zhì)量分率； ：的質(zhì)量分率； ：的導(dǎo)熱系數(shù)； ：的導(dǎo)熱系數(shù)。得： 估算苯胺與的混合物混合后的導(dǎo)熱系數(shù)，參考前面的物料衡算可知：.用方程：式中：：苯胺的質(zhì)量分率； ：混合物的質(zhì)量分率； ：苯胺的導(dǎo)熱系數(shù)； ：混合物的導(dǎo)熱系數(shù)。得： 生成焓有關(guān)CHL，298的估算運用Cardozo法，參考文獻[10]184頁 式（61b）、式（62）、式（63）及表61。CHL，298= （242）N=Nc+式中，N是當(dāng)量鏈長，Nc是化合物中碳原子總數(shù)，Ni是各種結(jié)構(gòu)的和相態(tài)的修正系數(shù)（表21）。式（242）是與氣態(tài)水相照應(yīng)的燃燒熱。與氣態(tài)水相照應(yīng)的生成焓可由下式求得：fH298=(NHNX)+，298 （243）式中，Nc、NH、NF、NCL、NBr、NI 和NS分別是化合物中碳、氫、氟、氯、溴、碘和硫的個數(shù)，而NX是鹵原子總數(shù)。那么與液態(tài)水照應(yīng)的生成焓應(yīng)加上1mol該物質(zhì)燃燒生成的水的汽化熱。水的汽化熱為：如下表格摘自Cardozo法計算燃燒熱修正系數(shù)表，得：（表 21）燃燒熱修正系數(shù)表物質(zhì)種類修正結(jié)構(gòu)Ni（l）Y1苯環(huán)M1伯胺+S硫基U硫醚+M3叔胺+D11烯烴W伯硫醇+(298K)從表 21查得苯胺的各種結(jié)構(gòu)和相態(tài)的修正系數(shù)，N=Nc+=6+=將N代入式（242）得苯胺與氣態(tài)水相照應(yīng)的燃燒熱:CHL，298===苯胺與液態(tài)水相照應(yīng)的燃燒熱:CHL，298=代入式（243）得苯胺與液態(tài)水相照應(yīng)的生成焓：fH298=(NHNX)+，298= CHL，298= () = KJ/mol 的生成焓(298K)從表 21查得的各種結(jié)構(gòu)和相態(tài)的修正系數(shù),N=Nc+=7+++=將N代入式（242）得與氣態(tài)水相照應(yīng)的燃燒熱:CHL，298===與液態(tài)水相照應(yīng)的燃燒熱:CHL，298=代入式（243）得與液態(tài)水相照應(yīng)的生成焓：fH298=(NHNX)+，298= CHL，298= () = KJ/mol(表 22) 物質(zhì)生成焓物質(zhì)CS2(g)S（s）H2S(g)CO2(g)fH298（KJ/mol）0查文獻[12]附錄，可得以下物質(zhì)的比熱容Cp,mCp,m=a+bT+cT2 （KJ/mol）ab 103c 106CO2(g)——H2S(g)——O2(g)——CS2(g)——H2O(g)——N2(g)——S(s,斜)——Cp,m（苯胺，l）=（KJ/mol）Cp,m（硝基苯,l）=（KJ/mol）苯胺生成的反應(yīng)熱：2（l）+ 2 CS2（g）+ S （s）2 （l）+ H2S（g）298K時，苯胺生成的反應(yīng)熱為：rHm(298K)= fHmi =+ = KJ/mol運用文獻[9]153頁式（527）及表57，如下：Cpl=+（）T+（）T2 基團aibi(K1)di(K2)M中包含的數(shù)目CB（H）4CB（C）2CB（CN）1S(C)21S(H)(C)將上表各基團值代入式，得：=+（）T+（）T2=（++++）+（+）T+（+2 ++）T2= T+ （）=(產(chǎn)物)(反應(yīng)物) = T+++(+)(+) =+ （）從而，可由298K時的反應(yīng)熱計算其他溫度下的反應(yīng)熱533K（加熱到2600C）時的反應(yīng)熱為： 由上述計算可推知整個反應(yīng)所需的熱量 理想情況下，反應(yīng)至533K時需吸收的熱量為：59058 （+）=：對生產(chǎn)促進劑進行的總傳熱量的計算，由于反應(yīng)較復(fù)雜，上述的估算方法存在很大的偏差問題。采用另一種方案進行計算，以大致計算本設(shè)計反應(yīng)釜加熱所需熱量。由生產(chǎn)數(shù)據(jù)可知：電壓：，電流：，通電加熱時間：。由式：計算中電壓采用平均值原則，即：。以苯胺為基準(zhǔn)，投料中，。即：3 機械部分設(shè)計反應(yīng)釜的全容積，由設(shè)計要求來確定，即： （31）參考文獻[13]，取裝料系數(shù)，則反應(yīng)釜的操作容積為： （32）本設(shè)計的釜體形式采用常用的圓筒形，根據(jù)生產(chǎn)及設(shè)計的需求，封頭形式采用橢圓形。筒體內(nèi)徑的計算，取高徑比。[14] （33）式中：——筒體內(nèi)徑，； ——反應(yīng)釜的全容積，； ——筒體高徑比。得出： （34）經(jīng)圓整后[14]筒體高度的計算： （35）式中：——釜體筒體的高度，； ——反應(yīng)釜的全容積，； ——釜體下封頭容積[14]， ； ——反應(yīng)釜一米高的容積[14]。則有：經(jīng)圓整后，反應(yīng)釜的實際容積計算： （36）式中：——反應(yīng)釜的實際容積，； ——反應(yīng)釜一米高的容積，=；——釜體筒體的高度，； ——釜體下封頭容積，=。將其代入式中可得：反應(yīng)釜的實際總傳熱面積計算： （37）式中：——反應(yīng)釜的實際總傳熱面積，；——一米高的筒體內(nèi)表面積[14]，； ——筒體加熱高度，； ——罐體下封頭表面積[14]。得出：：根據(jù)特殊的反應(yīng)性質(zhì)，本設(shè)計的反應(yīng)釜筒體采用設(shè)計。同時根據(jù)生產(chǎn)要求，操作壓力，操作溫度。由此得出下列參數(shù)：設(shè)計壓力：,圓整后取[15]；設(shè)計溫度：[15]；液注靜壓力：，其中為罐體裝滿水所承受的靜壓力，即：都是水的參數(shù)。計算得出： 計算壓力： 筒體厚度的計算： （38）式中：——筒體厚度，； ——計算壓力，； ——筒體內(nèi)徑，；——材料的許用應(yīng)力；——焊接系數(shù)。許用應(yīng)力的選擇是強度計算的關(guān)鍵，是容器設(shè)計的一個主要參數(shù)，許用應(yīng)力以材料的極限應(yīng)力為基礎(chǔ)，并選擇合理的安全系數(shù)，即：[16] 選用哪一個強度指標(biāo)作為極限應(yīng)力來確定許用應(yīng)力，與部件的使用條件及失效準(zhǔn)則有關(guān)，根據(jù)不同的情況，極限應(yīng)力可以是和。對于由塑料材料制造的承壓件，應(yīng)保證其在工作時不會發(fā)生全面的塑性變形，即大面積屈服，以防止材料發(fā)生應(yīng)變硬化，強度升高，塑性，韌性和耐腐蝕性降低。一般都已屈服點或屈服強度作為確定許用應(yīng)力的基礎(chǔ)。對于脆性材料或沒有明顯屈服點的塑性材料，常以抗拉強度來確定許用應(yīng)力，即以材料的斷裂來作為限制條件。對于鍋爐和壓力容器的承壓部件，其最大的不安全性是斷裂，而且以來確定許用應(yīng)力有悠久的歷史，已成習(xí)慣。因此，對于工作壁溫為常溫時，其許用應(yīng)力應(yīng)滿足上述塑性變形和以斷裂為限制這兩個條件，即許用應(yīng)力 （391）特別是對于高強度鋼制的承壓部件，以為基準(zhǔn)確定許用應(yīng)力就更為必要。對于工作壁溫高于常溫而低于高溫的中溫容器承壓部件，其許用應(yīng)力： （392）對于高溫條件下（達到材料蠕變溫度，即對碳鋼和低合金鋼，絡(luò)鉬合金鋼，奧氏體不銹鋼）的承壓部件，一方面要考慮高溫蠕變，另一方面還要考慮材料的長期高溫指標(biāo)。因此，高溫承壓部件的許用應(yīng)力： （393）其中：——常溫下材料的抗拉強度，屈服點和屈服強度，；——設(shè)計溫度下材料的抗拉強度，屈服點和屈服強度，；——抗拉強度，屈服點（屈服強度），蠕變極限和持久強度的安全系數(shù)。[16]安全系數(shù)的合理選擇是設(shè)計中一個比較復(fù)雜和關(guān)鍵的問題，因為它與許多因素有關(guān)，其中包括：1 計算方法的準(zhǔn)確性，可靠性和受力分析的精確程度；2 材料的質(zhì)量，焊接檢驗等制造技術(shù)水平；3 容器的工作條件，如壓力，溫度和溫壓波動及容器在生產(chǎn)中的重要性和危險性等。安全系數(shù)是一個不斷發(fā)展變化的參數(shù)，按照科學(xué)技術(shù)發(fā)展的總趨勢，安全系數(shù)將逐漸變小。目前我國推薦的中低壓容器用材和螺栓的安全系數(shù)見下表：（表31）鋼材的安全系數(shù)材料安全系數(shù)常溫下最低抗拉強度常溫或設(shè)計溫度下的屈服點設(shè)計溫度下經(jīng)10萬h斷裂的持久強度的平均值設(shè)計溫度下經(jīng)10萬h蠕變率為1%的蠕變極限碳素鋼，低合金鋼高合金鋼（表32）螺栓的安全系數(shù)材料螺栓直徑/熱處理狀態(tài)許用應(yīng)力/（取下列各值中的最小值）碳素鋼熱軋，正火低合金鋼馬氏體高合金鋼調(diào)質(zhì)奧氏體高合金鋼固溶*補充：對奧氏體高合金鋼，當(dāng)部件的設(shè)計溫度不再蠕變溫度范圍內(nèi)，且允許有微量的永久變形時，但不超過/。此規(guī)定不適用于法蘭或其他有微量永久變形就產(chǎn)生泄漏或故障的場合。應(yīng)該指出的是，關(guān)于材料的許用應(yīng)力，有關(guān)技術(shù)部門已根據(jù)上述原則將其計算出來，設(shè)計者可以根據(jù)所用材料的種類，型號，尺寸規(guī)格及設(shè)計溫度直接查取。[13]焊縫區(qū)是容器上強度比較薄弱的地方。焊縫區(qū)強度降低的原因在于焊接時可能出現(xiàn)缺陷而未被發(fā)現(xiàn)；焊接熱影響區(qū)往往形成粗大晶粒區(qū)；結(jié)構(gòu)鋼性約束造成焊接內(nèi)應(yīng)力過大等。焊縫區(qū)的強度主要取決于熔焊金屬，焊縫結(jié)構(gòu)和施焊質(zhì)量。設(shè)計所需焊接接頭系數(shù)的大小主要根據(jù)焊接接頭的形式和無傷檢測的長度比率確定。具體按下表選取：（表33）焊接接頭系數(shù)焊接接頭結(jié)構(gòu)焊接接頭系數(shù)100%無傷檢測局部無傷檢測雙面焊點對接接頭和相當(dāng)于雙面焊的全焊透的對接接頭單面焊點對接接頭（沿焊縫根部全長有鋼板）容器厚度附加量包括鋼板厚度的負偏差和介質(zhì)的腐蝕余量，即 （310），且不超過名義厚度的6%時，鋼板的厚度負偏差可以忽略不計。為防止容器元件由于腐蝕，機械磨削而導(dǎo)致厚度減薄削弱，對于工作介質(zhì)接觸的筒體，封頭，接管，人（手）孔及內(nèi)部構(gòu)件等，應(yīng)考慮腐蝕余量。對有腐蝕或磨削的元件，應(yīng)根據(jù)預(yù)期的容器壽命和介質(zhì)對金屬材料的腐蝕速度來確定腐蝕余量，即 （311）式中，為腐蝕速度，可有材料腐蝕手冊查得或由實驗確定；為容器的設(shè)計壽命。容器的設(shè)計壽命除有特殊