【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性質(zhì)外，還可以用于估算傳遞性質(zhì)，其中包括導熱系數(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。 在下的導熱系數(shù)用的沸點法估算在下的導熱系數(shù)。由式： 式中： 則有： 在一個大氣壓，下的導熱系數(shù)用的沸點法估算在一個大氣壓，下的導熱系數(shù)。由式：式中： 則有： 苯胺在一個大氣壓，下的導熱系數(shù)用的沸點法估算苯胺在一個大氣壓，下的導熱系數(shù)。由式：式中： 則有： 硫磺在一個大氣壓，下的導熱系數(shù)用的沸點法估算硫磺在一個大氣壓，下的導熱系數(shù)。由式：式中： 則有：[10]估算混合物的導熱系數(shù)，考慮實際生產(chǎn)情況，取反應的最初狀態(tài)。即當物料處于一個大氣壓，時的狀態(tài)。液體混合物導熱系數(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，而是純組元的導熱系數(shù)，而組元排列是。當已有一些實驗值時，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。 與的混合物導熱系數(shù)首先計算與的混合物導熱系數(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； ：的導熱系數(shù)； ：的導熱系數(shù)。得： 估算苯胺與的混合物混合后的導熱系數(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； ：苯胺的導熱系數(shù)； ：混合物的導熱系數(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)水相照應的燃燒熱。與氣態(tài)水相照應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)水照應的生成焓應加上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)水相照應的燃燒熱:CHL，298===苯胺與液態(tài)水相照應的燃燒熱:CHL，298=代入式（243）得苯胺與液態(tài)水相照應的生成焓：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)水相照應的燃燒熱:CHL，298===與液態(tài)水相照應的燃燒熱:CHL，298=代入式（243）得與液態(tài)水相照應的生成焓：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）苯胺生成的反應熱：2（l）+ 2 CS2（g）+ S （s）2 （l）+ H2S（g）298K時，苯胺生成的反應熱為：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)(反應物) = T+++(+)(+) =+ （）從而，可由298K時的反應熱計算其他溫度下的反應熱533K（加熱到2600C）時的反應熱為： 由上述計算可推知整個反應所需的熱量 理想情況下，反應至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，由于反應較復雜，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，投料中，。即：3 機械部分設(shè)計反應釜的全容積，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，； ——反應釜的全容積，； ——釜體下封頭容積[14]， ； ——反應釜一米高的容積[14]。則有：經(jīng)圓整后，反應釜的實際容積計算： （36）式中：——反應釜的實際容積，； ——反應釜一米高的容積，=；——釜體筒體的高度，； ——釜體下封頭容積，=。將其代入式中可得：反應釜的實際總傳熱面積計算： （37）式中：——反應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)特殊的反應性質(zhì)，本設(shè)計的反應釜筒體采用設(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，；——材料的許用應力；——焊接系數(shù)。許用應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)，許用應力以材料的極限應力為基礎(chǔ)，并選擇合理的安全系數(shù)，即：[16] 選用哪一個強度指標作為極限應力來確定許用應力，與部件的使用條件及失效準則有關(guān)，根據(jù)不同的情況，極限應力可以是和。對于由塑料材料制造的承壓件，應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力有悠久的歷史，已成習慣。因此，對于工作壁溫為常溫時，其許用應力應滿足上述塑性變形和以斷裂為限制這兩個條件，即許用應力 （391）特別是對于高強度鋼制的承壓部件，以為基準確定許用應力就更為必要。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。因此，高溫承壓部件的許用應力： （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。應該指出的是，關(guān)于材料的許用應力，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?。海ū?3）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，應考慮腐蝕余量。對有腐蝕或磨削的元件，應根據(jù)預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