【導讀】1. 1. 1. 1. 2. 2. 2. 2. 2. 3. 3. 3. 3. 3. 4. 4. 6. 6. 7. 7. 7. 7. 9. 9. 9. 10. 11. 13. 13. 13. 13. 14. 15. 15. 15. 15. 15. 17. 17. 17. 17. 18. 20. 20. 20. 21. 21. 21. 22. 22. 22. 22. 22. 23. 23. 23. 23. 24. 24. 24. 24. 25. 25. 25. 27. 27. 28. 29. 29. 29. 31. 31. 31. 31. 32. 32. 32. 32. 33. 33. 33. 34. 34. 37. 37

　　

【正文】 00 22 ?????dLu S?，在 之間，可用。s/~ s/ 3????? L F mL F mS FMF ? 選擇進料液流速 s/?u ，則 m02 00 ????? uFd S? 按照 HG 2055393 Ia，選擇鋼管 ?? 核算s/ 22 ????? dFu S?，在 之間，可用。s/~ 合肥學院生物與環(huán)境工程系課程設計 32 s/ 3?? ????? L W mL W mS MLL ? 選擇塔釜出料液流速 s/?u ，則 ?????? uLd S? 按照 HG 2055393 Ia，選擇鋼管 ?? 核算 s/ 22 ??????dLu S?，在 之間，可用。s/~ 7 83 5 0 ???oKK 選擇蒸氣速度 s/m15?u ，則 s/ )( 3ww ?? ???????pRTVV S 3 ??????uVd S? 按照 HG 2055393 Ia，選擇鋼管 ?? 核算s/ 22 ?????? dVu S?，在 之間，可用。s/m20~12 產(chǎn)品冷卻器選型 基本物性數(shù)據(jù)的查取 : 塔頂氯苯含量較少，可按純苯求取 苯的定性溫度 Dt =℃ 設水的進口溫度為 25t1? ℃ 根據(jù)設計經(jīng)驗，選擇冷卻水的溫升為 8℃，則水的出口溫度為 33825t 2 ??? ℃ 合肥學院生物與環(huán)境工程系課程設計 33 水的定性溫度 ： 292 3325 ?? ℃ 查得苯在定性溫度下的物性數(shù)據(jù) 密度： ?? 3/mkg 飽和蒸汽氣化熱： r=查得水在定性溫度下的物性數(shù)據(jù) 密度： ?? 3/mkg 定壓比熱容： ?pC (kg℃） 導熱系數(shù)： k=( 2m ℃ ) 黏度： ? = 310? Pa s 熱負荷計算 : ?Q M D r= 310 /3600= 510 W 冷卻水耗量 : tt 3512pc ?????）（）（CQW C kg/s 確定流體的流徑 該設計任務的熱流體為苯，冷流體為水，為使苯能通過殼壁面向空氣中散熱，提高冷卻效果，令苯走殼程，水走管程 . 計算平均溫度 :暫按單殼程、雙管程考慮，先求逆流時平均溫度差 苯 T ? 冷卻水 t 33 ? 25 _______________________________________ △ t ttln ttt1212m ???? ???? ‘℃ 計算 R和 P: 合肥學院生物與環(huán)境工程系課程設計 34 0tt 12 21 ??? TTR ， P ttt 11 12 ??? T 查表得： 1t??? ，因 ,??t? 選單殼程可行。 39。m ???? ? mt t? ℃ 選擇換熱器型號 由于兩流體溫差≈ 50℃ ,殼選用固定管板式換熱器的系列標準（ JB/T471592） 選擇主要參數(shù)如下： 公稱直徑 DN 400mm 公稱壓力 NP 管程數(shù) pN 4 管子尺寸 ?? 管子根數(shù) n 94 管長 6000mm 管中心距 32mm 中心排管數(shù) 11 管子排列方式 正三角形 管程流通面積 實際換熱面積 200 2 ??????? ）（）（ LS ? 選 K 值，估算傳熱面積 參照《化工流體流動與傳熱》附錄二十六，初選取 K=310 W/( 2m ℃ ) 25m 1 0 ????? ?K QS 安全系數(shù)： %% ??? ，傳熱面積的裕度可滿足工藝要求。 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 0 6t5m00 ????? ?S QK W/(2m ℃ ) 驗算： 39。 ???oKK ，符合實際標準 1設計結果一覽表 合肥學院生物與環(huán)境工程系課程設計 35 物料衡算結果 序號 項目 符號 單位 數(shù)值 備注 1 塔頂摩 爾分數(shù) Dx 1 2 塔頂平均摩爾質量 DM kg/kmol 氣相 液相 3 塔頂流量 D kmol/h 4 進料摩爾分數(shù) Fx 1 5 進料液平均摩爾質量 FM kg/kmol 氣相 液相 6 進料流量 F kmol/h 7 塔釜摩爾分數(shù) Wx 1 8 塔釜平均摩爾質量 WM kmol/h 氣相 液相 9 塔釜產(chǎn)品流量 W 精餾塔工藝條件及有關物性數(shù)據(jù)計算結果 序號 項目 符號 單位 精餾段 提餾段 備注 1 每層塔板壓降 p? kPa ?TE 2 平均壓力 mp kPa 113 3 平均溫度 mt Co 4 平均粘度 m? smPa? 5 液相平均摩爾質量 LmM kg/kmol 6 氣相平均摩爾質量 VmM kg/kmol 合肥學院生物與環(huán)境工程系課程設計 36 7 液相平均密度 Lm? 3kg/m 8 氣相平均密度 Vm? 3kg/m 9 平均表面張力 Lm? mN/m 浮閥塔板工藝設計結果 序號 項目 符號 單位 數(shù)值 備注 1 塔徑 D/m D m 精餾段和提餾段塔徑、堰高、 降液管底隙高度進行統(tǒng)一圓整，以便加工。 2 板間距 HT/m HT m 3 堰長 Wl m 4 堰高 Wh m 4 6 5 弓形降液管界面積 fA m 6 弓形降液管寬度 dW m 7 降液管底隙高度 0h m 3 8 8 橫排孔心距 t? m 9 排 間距 t m 10 浮閥數(shù) 0N 1 52 58 11 開孔率 ? % 6 8 接管尺寸計算結果 序號 項目 規(guī)格 材料 1 塔頂蒸氣出口管 φ 11 熱軋鋼管 2 塔頂回流液管 φ 冷拔鋼管 合肥學院生物與環(huán)境工程系課程設計 37 3 進料管 φ 冷拔鋼管 4 塔釜出料管 φ 冷拔鋼管 5 加熱蒸氣進口管 Φ 11 熱軋鋼管 1 結論 通過這次課程設計，我才明白要設計好一個設備光是書上的公式是不夠的，還需要一定的實踐經(jīng)驗，否則設計出來的設備僅僅是圖紙而已，根本不能用于生產(chǎn)。 因此，在這次課程設計中我收獲了很多。首先，通過這一次的課程設計，我進一步鞏固和加深了所學的基本理論、基本概念和基本知識，培養(yǎng)了自己分析和解決與本課程有關的具體原理所涉及的實際問題的能力。對化工原理設計有了更加深刻的理解，為后續(xù)課程的學習奠 定了堅實的基礎。而且，這次課程設計過程，最終完美的實現(xiàn)了預期的目的，同時對這次經(jīng)歷難以忘懷。 其次通過這次課程設計，對板式塔的工作原理有了初步詳細精確話的了解，加深了對設計中所涉及到的一些力學問題和一些有關應力分析、強度設計基本理論的了解。使我們重新復習了所學的專業(yè)課，學習了新知識并深入理解，使之應用于實踐，將理論知識靈活化，這都將為我以后參加工作實踐有很大的幫助。非常有成就感，培養(yǎng)了很深的學習興趣。 在老師和同學的幫助，我們及時的按要求完成了設計任務，通過這次課程設計，使我獲得了很多重要的知識，同時也提 高了自己的實際動手和靈活整合運用知識的能力 。雖然整體設計我基本滿意，但由于缺乏經(jīng)驗難免會有不足之處，望 老師 給予 批評指正。 ?ip （ mmHg） 溫度，（℃） 80 90 100 110 120 130 ?ip 苯 760 1025 1350 1760 2250 2840 2900 氯苯 148 205 293 400 543 719 760 ρ （ kg/m3） 合肥學院生物與環(huán)境工程系課程設計 38 溫度，（℃） 80 90 100 110 120 130 ρ 苯 817 805 793 782 770 757 氯苯 1039 1028 1018 1008 997 985 純組分在任何溫度下的密度可由下式計算 苯 tA ??ρ 推薦： tA 1 8 8 1 2 ??ρ 氯苯 tB ??ρ 推薦： tB 0 6 5 1 2 4 ??ρ 式中的 t 為溫度，℃。 σ （ mN/m） 溫度，（℃） 80 85 110 115 120 131 σ 苯 氯苯 雙組分混合液體的表面張力 mσ 可按下式計算： ABBABAm xx σσ σσσ ?? （ BA xx、 為 A、 B 組分的摩爾分率） 常壓沸點下的汽化潛熱為 103kJ/kmol。純組分的汽化潛熱與溫度的關系可用下式 表示： 112 ???????? ??? tt ttrrcc （氯苯的臨界溫度： C?? ） 。 符號說明 fA —— 降液管面積， 2m ； TA —— 塔截面積， 2m ； C — 計算 maxV 時負荷系數(shù)，量綱為一； 20C —— 液體表面張力為 mmN/20 時的負荷因子，量綱為一； D —— 塔頂餾出液流量， hkmol/ ； D —— 塔徑， m ； 合肥學院生物與環(huán)境工程系課程設計 39 0d —— 篩孔直徑， mm ； E —— 液流收縮系數(shù)，量綱為一； F —— 進料流量， hkmol/ ； g —— 重力加速度， 2/sm ； H —— 塔高， m 或 mm ； Th —— 板間距， m ； ch — 與 干板壓強相當?shù)囊合喔叨? th — 與氣相穿過板上液層高度壓強降 相當?shù)囊褐叨龋?m ； Lh —— 板上液層高度， m ； 0h —— 降液管底隙高度， m ； owh — — 堰上液層高度， m ； ph — 與單板壓強降相當液層高度， m ； wh —— 溢流堰高度， m ； ?h —— 與克服液體表面張力的壓強降相當?shù)囊褐叨龋?m ； L —— 塔內(nèi)下降液體的流量， hkmol/ ； hL —— 液體流量， hm/3 ； sL —— 塔內(nèi)下降液體流量， sm/3 ； wl —— 溢流堰長度， m ； N —— 塔板數(shù)； N —— 實際塔板數(shù)； TN —— 理論塔板數(shù)； n —— 篩孔數(shù)，個； P —— 操作壓強， Pa 或 kPa ； 合肥學院生物與環(huán)境工程系課程設計 40 P? —— 壓強降， Pa 或 kPa ； q —— 進料熱狀況參數(shù)； R —— 回流比； t —— 篩板中心距， mm ； u —— 空塔氣速， sm/ ； 39。0u —— 降液管底隙處液體流速， sm/ ； au — 按開孔流通面積計算氣速， sm/ ； 0u —— 篩板氣速， sm/ ； owu —— 漏液點氣速， sm/ ； V —— 塔內(nèi)上升蒸氣流量， hkmol/ ； sV —— 塔內(nèi)上升蒸氣流量， sm/3 ； W — 釜殘液（塔底產(chǎn)品）流量， sm/3 ； cW —— 無效區(qū)邊緣寬度， m ； dW —— 弓形降液管寬度， m ； sW —— 安定區(qū)寬度， m ； x —— 液相中易揮發(fā) 組分的摩爾分數(shù)； y —— 氣相中易揮發(fā)組分的摩爾分數(shù)； Z —— 塔有效高度， m ； n —— 塔板序號； ? —— 相對揮發(fā)度，量綱為一； ? —— 篩孔流量系數(shù)的修正系數(shù) ? ——