【文章內容簡介】 〔 1〕 計算在傳熱管內的液相摩擦系數(shù) 0 . 3 80 . 7 5 4 30 . 0 1 2 2 7 0 . 0 3 11 6 7 6 9 . 8 2? ? ?L? 化工原理課程設計說明書 第 12 頁 共 35 頁 用式 23 2? ? ? ?LCDLL i bL Gp d〔 1〕 計算液相在傳熱管內的液相流動阻力 23 1 . 9 8 1 9 6 . 4 50 . 0 3 1 7 2 . 4 30 . 0 2 1 2 7 8 0 . 1 6? ? ? ? ??Lp P a 用式 0. 25 0. 25 43 3 3()? ? ? ? ?VLp p p〔 1〕 計算計算傳熱管內兩相流動阻力 0 . 2 5 0 . 2 5 43 ( 6 9 .1 7 3 .4 3 ) 1 1 3 1 .5 9? ? ? ?p P a d . 蒸發(fā)段管程內因動量變化引起的阻力 管程內流體的的質量流速 G為 2kg/(m .s) 用式 1)1()1(22 ????? LevbL e RxRxM ?? 〔 1〕 計算蒸發(fā)段內因動量變化引起的阻力系數(shù) M 22( 1 0 . 1 3 2 ) 7 8 0 . 1 6 0 . 1 3 2( ) 1 6 . 0 50 . 1 7 1 6 . 2 1 0 . 1 7 1?? ? ? ??M 用式 24 /? ? ?bp G M 〔 1〕 計算蒸發(fā)段管程內因動量引起的阻力 22 1 5 . 4 6 . 0 5 / 7 8 0 . 1 6 3 6 0 . 0 44? ? ? ?p P a e. 管 程出口管阻力 氣相流動阻力的計算 用式24?? tiWG D 〔 1〕 計算管程出口管中氣液相總質量流速 G 223 . 1 44 1 7 . 2 5 4 9 8 . 2 1 /( . )0 . 2 1???G k g m s 用式 ? evG xG 〔 1〕 計算管程出口管中氣相質量流速 20 .1 3 2 4 9 8 .2 1 6 5 .7 6 /( . )? ? ? ?evG x G k g m s 用式)( )(2?? i ii DDL〔 1〕 計算管程出口管的長度和局部阻力當量長度的和 2(0 . 2 1 / 0 . 0 2 5 4 ) 2 4 . 70 . 3 4 2 6 (0 . 2 1 / 0 . 0 2 5 4 0 . 1 9 1 4 )?? ?iLm 化工原理課程設計說明書 第 13 頁 共 35 頁 用式 Re ? ivv vdG?〔 1〕 計算管程出口管中氣相的流動雷諾準數(shù) 30 . 2 1 6 5 . 7 6R e 1 5 3 4 4 8 6 . 90 . 0 0 9 1 0 ?????v 用式 vv ??? 〔 1〕 計算管程出口管中氣相流動的摩擦系數(shù) 0 . 3 80 . 7 5 4 30 . 0 1 2 2 7 0 . 0 1 5 61534486. 9??v? 用式 25 2?? vCDvv ivL Gp d? ?〔 1〕 計算管程出口中氣相流動阻力 25 2 4 . 7 6 5 . 7 60 . 0 1 5 6 6 4 1 . 4 70 . 2 1 2 6 . 2? ? ? ? ??vp P a 液相流動阻力 5?lp 的計算 用式 ??vlG G G 〔 1〕 計算管程出口管中液相質量流速 GL 24 9 8 .2 1 6 5 .7 6 4 3 2 .4 5 /( . )? ? ? ? ?LlG G G k g m s 用式 LL i bdGRe ? ? 〔 1〕 計算管程出口管中液相的流動 ReL 30 . 2 1 4 3 2 . 4 5R e 3 6 9 1 6 1 . 4 80 . 2 4 6 1 0 ?????L 用式 ii ??? 〔 1〕 計算管程出口管中液相流動的摩擦系數(shù) 0 . 3 80 . 7 5 4 30 . 0 1 2 2 7 0 . 0 1 83 6 9 1 6 1 . 4 8? ? ?i? 用式 25 2?? CD LLL bi GLp d? ? 〔 1〕 計算管程出口中液相流動阻力 5?Lp 25 2 4 . 7 4 3 2 . 4 50 . 0 1 8 2 5 4 . 5 10 . 2 1 2 7 8 0 . 1 6? ? ? ? ??Lp P a 用式 0 .2 5 0 .2 5 45 55()? ? ? ? ?VLp p p〔 1〕 計算管程出口管中兩相流動阻力 5 0. 25 0. 25 4(641 .47 25 1 ) 66 39 .45? ? ? ?p P a 化工原理課程設計說明書 第 14 頁 共 35 頁 用式 51 2 3 4? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?fp p p p p p 〔 1〕 計算系統(tǒng)的阻力 51 2 3 412 40 .4 3 43 .6 3 11 31 .5 9 36 0. 04 66 39 .4 5? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ??fp p p p p pPa 循環(huán)推動力與循環(huán)阻力的比值 /??DfPP / 9468 .53 / 9415 .14 6? ? ? ?DfPP 循環(huán)推動力略大于循環(huán)的阻力，說明所設的出口汽化率基本上正確， 因此所設計的再沸器可以滿足傳熱過程對循環(huán)流量的要求。 工藝設計匯總表 表 12 工藝設計匯總表 設備名稱 再沸器 殼程 管程 物料名稱 進口 水蒸氣 混合液 出口 水 氣液混合物 質量流量 /（ Kg/h） 進口 出口 操作溫度 /℃ 進口 140 110 出口 140 110 苯摩爾分數(shù) 熱流量 Q/kw 操作壓力（絕） /Mpa 定性溫度 tm/℃ 140 110 液體物性參數(shù) 比定壓熱容 Cp/(kJ/()) 熱導率 r/(W/()) 密度 p/(kg/m3) /() 表面張力243。 /(N/m) 汽化潛熱 r/(kJ/kg) 氣相物性參數(shù) 比定壓熱容 Cp/(kJ/()) 熱導率 r/(W/()) 密度 p/(kg/m3) /() 冷凝熱 r/(kJ/kg) 流速 /（ m/s) 污垢熱阻 Rd/() 阻力△ pf/MPa 傳熱溫度差△ tm/K 30 計算傳熱系數(shù) Kc/(W/()) 659 設備主要尺寸 傳熱面積 /m2 化工原理課程設計說明書 第 15 頁 共 35 頁 管子規(guī)格 /mm ∮ 252 排列方式 △ 管中心距 t/mm 32 管長 /mm 3000 管數(shù) Nt 232 程數(shù) 1 1 折流板間距 B/mm 500 折流板數(shù) NB 9 殼體內徑 /mm 600 接管尺寸/mm 進口 159 出口 219 材 料 碳鋼 碳鋼 面積裕度 /％ 第二章 再沸 器的結構 及強度 設計 殼體、管箱殼體和封頭的設計 2 . 殼體、管箱的設計 一般來說當殼體直徑≥ 400mm 時，采用板材卷制殼體和管箱殼體。其直徑系列應與封頭、連接法蘭的系列相匹配，以便于法蘭，封頭的選型。一般情況下，當直徑＜ 1000mm時，直徑相差 100mm 為一個系列（如 500、 600、 700） 。 〔 1〕 碳素鋼殼體、管箱的厚度可以按標準查表 〔 1〕 查得： 當公稱直徑為 600mm時，材料為 Q235A/B/C 的碳素鋼，殼體的厚度為 8 mm, 質量為 120kg/m。管箱的厚度為 8mm,質量為 120kg/m， 管箱的長度為 250mm。 封頭的設計 〔 5〕 當公稱直徑為 600mm時，材料為 Q235A/B/C 的碳素鋼，封頭的厚度為 8 mm。 〔 5〕 化工原理課程設計說明書 第 16 頁 共 35 頁 根據(jù) EHB 標準 橢 圓 形封頭的尺寸與質量，當 公稱 直徑為 600mm時，選定封頭的曲面高度 ih 為 150mm，直邊高度 0h 為 25mm，內表面積 F為 2m ，容積 V 為 3m ，厚度p?為 8mm，質量 G為 28kg。 筒體的強度計算 〔 5〕 由工藝設計給定溫度 140℃，設計壓力 P=,選擇 Q235B,材料在 140℃時的許用應力 []t? =113 MPa ,焊縫 系數(shù)取 1?? ,腐蝕 裕度 1? ? mmc,屈服強度235? ?s MPa ,則計算厚度 ? ?2 c it cPD P? ??? ?〔 1〕 其中： ? —— 圓筒的計算厚度 ； cP —— 圓筒的設計 內壓， aMP ； iD —— 圓筒內徑 ； ??t? —— 鋼板在設計溫度下的 許 用應力， aMP ； ? —— 焊縫系數(shù) 。 計算厚度 0 . 4 6 0 0 1 . 1 0 32 1 1 3 1 0 . 4? ?? ? ?? ? ? m m m m 鋼板負偏差： 1 ? 因 所以 設計厚度 2 3 1 4? ? ? ? ?d C mm?? 〔 1〕 名義厚度 48? ? ? ? ? ? ?nd mm?? 〔 1〕 有效厚度 12 8 0 .8 1 6 .2? ? ? ? ? ? ?en C C m m?? 〔 1〕 水壓試驗壓力 ? ?? ?1 . 2 5 1 . 2 5 0 . 4 1 0 . 5 ( )? ? ? ? ?T c tP P M P a??〔 5〕 化工原理課程設計說明書 第 17 頁 共 35 頁 水壓實驗應力校核 ( ) 0 . 5 ( 6 0 0 6 . 2 ) 2 4 . 4 4 ( )2 2 6 . 2? ? ?? ? ??TT ieePD M P a?? ? 〔 5〕 235 ( )??? ? ? ?sM Pa M Pa 水壓強度滿足要求 氣密實驗壓力 ??TCP P MPa 、封頭厚度計算 外頭蓋內徑 700?? mm ,其余條件和筒體一樣 . 短節(jié)計算厚度 ? ? 0 . 4 7 0 0 1 . 2 4 32 1 1 3 1 0 . 42 ?? ? ? ?? ? ??t cc iPD m m m mP? ??〔 1〕 因 所以 短節(jié)設計厚度 2 3 1 4? ? ? ? ?d C mm?? 短節(jié)名義厚度 48? ? ? ? ? ? ?nd mm?? 有效厚度 12 8 0 .8 1 6 .2? ? ? ? ? ? ?en C C m m?? 水壓實驗應力校核 ( ) 0 . 5 ( 7 0 0 6 . 2 ) 2 8 . 5 ( )2 2 6 . 2?? ?? ? ?? ? ??TT ieePD M P a 28 .5 0. 9 0. 9 23 5 21 1. 5 ( )??? ? ? ?sM Pa M Pa 外頭蓋封頭選用標準橢圓形封頭 . 封頭計算壁厚 ? ? 0 . 4 7 0 0 1 . 2 42 1 1 3 1 0 . 5 0 . 42 0 . 5? ?? ?? ? ?? ? ? ??c it cPD mmP〔 1〕 封頭名義厚度 12 1. 24 0. 8 1 8??? ? ? ? ? ? ? ? ?n C C mm 取用名義厚度與短節(jié)相同 ,取 8n mm? ? 、封頭厚度計算 〔 5〕 由工藝設計給定參數(shù)為 :設計溫度 110℃ ,設計壓力 ,選用 Q235B鋼板 , 材料在 110 ℃ 時 的 許 用 應 力 []t? =113 MPa, 焊縫系數(shù)取 ?? , 腐蝕裕度2mmc?? , 235? ?s MPa ,則 : 計算厚度 ? ? 0 . 2 6 0 0 0 . 7 6 32 1 1 3 0 . 7 0 . 22? ?? ?? ? ? ?? ? ??c it cPD m m m mP〔 1〕 因 所以 設計厚度 2 3 2 5d C mm??? ? ? ? ? 名義厚度 58??? ? ? ? ? ? ?nd mm 化工原理課程設計說明書 第 18 頁 共 35 頁 結合考慮開孔補強及結構需要取 8n mm? ? 有效厚度 12 8 0 .8 2 5 .2??? ? ? ? ? ? ?en C C m