【正文】 3 3 . 4 3 2 ai t p Sp p p F N N P? ? ? ? ? ? ?? Δ Δ Δ符合一般要求 殼程流體阻力 SNFppp s21o )39。39。( ΔΔΔ ??? 2 )1(p39。20c01 uNnFf Bc ???? 2 )/(p39。 20c21 uDhN B ???? Re0 = 410? 500，故 f 0 . 2 2 8 4 0 . 2 2 8005 . 0 Re 5 . 0 ( 4 . 7 1 0 ) 0 . 4 3??? ? ? ? ? 管子排列為正三角形排列，取 F= 擋板數(shù) NB l61 1 19h ? ? ? ? ? 21 0 . 5 0 . 4 3 1 8 2 0 9 9 7 . 3 3 0 . 3 5p 39。 4 7 2 82? ? ? ? ?? ? ?Pa 220 . 31 9 3 . 5 2 9 9 7 . 3 3 0 . 3 50 . 6p 39。 2 9 0 12? ? ? ? ?? ? ?（ ）Pa 取污垢校正系數(shù) FS = 26 0p 2 9 0 1 1 .0 1? ? ? ? ? ?（ 4728 ）=7629Pa 故管殼程壓力損失均符合要求 計(jì)算傳熱系數(shù) 管程對(duì)流給熱系數(shù) i? 膜的雷諾數(shù) 5404 4 5. 03Re 3. 75 10 18 006. 84 10 3. 14 0. 02 5w d ? ?? ? ? ? ?? ? ?μ π所以為垂直湍流管 23 1 / 3 0 .4i 20 .0 0 7 7 ( ) R eg? ? ρ λμ=6741 2/( )Wm℃ 殼程對(duì)流給熱系數(shù) 0? Re 40 10?? Pr0=ccpcc?? = 354 .2 1 8 1 0 1 1 2 1 0 80 .5 9 3 ?? ? ? ? 0? = )(PrRe 3/wed ??? = 4 0. 55 1 / 10 8 1 ? ? ? ? ? ?（ ）2/( )Wm℃ 計(jì)算傳熱系數(shù) 取污垢熱阻 Rs ?i ℃ /kW Rs0 = m2 ℃ /kW 以管外面積為基準(zhǔn) 則 K計(jì) =0000i01Rs1??? ???? Rsdbdddddmiii K計(jì) =（ 3332 5 2 5 2 . 5 1 0 2 5 10 . 1 5 1 0 0 . 5 8 1 06 7 4 1 2 0 2 0 4 5 2 2 . 5 7 8 4 7?????? ? ? ? ? ? ???） 1? =1053 計(jì)算傳熱面積 A需 = 3 2mQ 10 t *1053 m????計(jì) 所選換熱器實(shí)際面積為 A=n l0d? = 22 6 9 3 .1 4 0 .0 2 5 3 6 3 .3 5 m? ? ? ? 27 裕度Δ = A 6 3 . 3 5 5 9 . 1 4 0 . 0 7 15 9 . 1 4AA? ???需需 所選換熱器合適 Ⅱ：水平管 估算面積 根據(jù)“傳熱系數(shù) K 估計(jì)表”查由“冷凝有機(jī)液體蒸汽到水”取 K=600W/(m2.℃ ) 傳熱面積的估計(jì)值為： 3 2m3 8 6 6 . 8 8 1 0 1 0 3 . 8 mt 6 0 0 6 2 . 0 9QA K ?? ? ??△ 選型， 有關(guān)參量見下表： 外殼直徑 D/mm 600 管子尺寸 /mm ? 25 ? 公稱壓 Pg/(kgf/cm2 ) 25 管子長(zhǎng) l/m 6 公稱面積 A/m2 120 管數(shù) n/根 254 管程數(shù) Np 2 管心距 t/mm 殼程數(shù) Ns 1 管程通道面 A/ m2 管子排列 正三角排列 核算流體阻力 管程流體阻力 Spti NNFppp )( 21 ΔΔΔ ??? 設(shè)管壁粗糙度ε為 ，則ε /d=, ??i 查得摩擦系數(shù)λ = 2 21 u 3 7 9 0 . 7 3 4 8 0 . 9 2p 0 . 0 2 2 1 1 0 4 . 3 a2 2 0 . 0 2ii Pd ??? ? ??3 ρΔ λ 2 22 3u 3 7 9 0 . 7 3 4 8 0 . 9 2p 1 0 0 422i Pa??? ? ?ρΔ 412( ) 2 1 0 8 1 . 4 4 1 1 . 1 8 1 0 ai t p Sp p p F N N P? ? ? ? ? ? ? ?? Δ Δ Δ符合一般要求 殼程流體阻力與垂直管數(shù)據(jù)相同，所以也符合要求。 計(jì)算傳熱系數(shù) 2 1/ 40 .7 2 5 [ ]()i swgrtt? ?30ρ λα μ d = 2/( )Wm℃ K計(jì) =0000i01Rs1??? ???? Rsdbdddddmiii 28 K計(jì) =（ 3342 5 2 5 2 . 5 1 0 2 5 10 . 1 5 1 0 0 . 5 8 1 01 7 8 9 . 2 2 0 2 0 4 5 2 2 . 5 7 8 4 7?????? ? ? ? ? ? ???） 1? =682 計(jì)算傳熱面積 A需 = 3 2mQ 10 t 682 m?????計(jì) 所選換熱器實(shí)際面積為 A=n l0d? = 22 5 4 3 .1 4 0 .0 2 5 6 1 2 0 m? ? ? ? 裕度Δ = A 1 2 0 9 1 .9 3 0 .3 1 49 1 .3 2AA? ???需需 所選換熱器合適 各種管尺 寸的確定 進(jìn)料管 進(jìn)料體積流量 3320 0 25 .03 25 3 / 01 5 /93 4fSf fFMV m h m s? ?? ? ? ? 取適宜的輸送速度 /fu m s? ，故 4 4 0 . 0 0 1 5 0 . 0 3 12Sfif Vdmu???? ? ? 經(jīng)圓整選取熱軋無縫鋼管，規(guī)格： 38 ? ? 釜?dú)堃撼隽瞎? 釜?dú)堃旱捏w積流量： 331 4 4 .8 3 1 8 .3 0 2 .6 6 / 0 .0 0 0 7 4 /9 9 5 .0wSWwWMV m h m s? ?? ? ? ? 取適宜的輸送速度 /Wu m s? ，則 4 0 .0 0 0 7 4 0 .0 2 51 .5dm????計(jì) 經(jīng)圓整選取熱軋無縫鋼管，規(guī)格： 32 ? ? 實(shí)際管內(nèi)流速：24 0 .0 0 0 7 4 1 .2 9 /0 .0 2 7Wu m s????? 回流液管 回流液體積流量 29 3326 4. 81 6 42 .7 04 14 .2 8 / 0. 00 4 /LLMV m h m s? ?? ? ? ? 利用液體的重力進(jìn)行回流，取適宜的回流速度 /Lu m s? ，那么 4 0 .0 0 4 0 .1 00 .5dm????計(jì) 經(jīng)圓整選取熱軋無縫鋼管，規(guī)格： 114 4mm? ? 實(shí)際管內(nèi)流速：24 0. 00 4 0. 45 /0. 10 6Wu m s? ???? 再沸器蒸汽進(jìn)口管 V= 設(shè)蒸汽流速為 10m/s, 4 0 .0 0 1 7 0 .0 1 510dm????計(jì) 經(jīng)圓整選取熱軋無縫鋼管，規(guī)格： 32 ? ? 實(shí)際管內(nèi)流速：24 0. 00 17 2. 97 /0. 02 7Wu m s? ???? 塔頂蒸汽進(jìn)冷凝器出口管 V= 設(shè)蒸汽流速為 10m/s, 4 0 .0 0 4 8 0 .0 2 510dm????計(jì) 經(jīng)圓整選取熱軋無縫鋼管，規(guī)格： 32 ? ? 實(shí)際管內(nèi)流速：24 48 / m s? ???? 冷凝水管 深井水溫度為 12℃，水的物性數(shù) 據(jù)： ρ =,μ = 310pas? , pC 29 /( )kJ kg K? 深井水的質(zhì)量流率 2 ? ，取流速為 8m/s 管徑 4 4 1 1 6 . 1 4 0 . 1 3 69 9 9 . 4 8 3 . 1 4Gdmu ?? ? ???ρ π 30 選取 Φ 146 實(shí)際流速為221 1 6 .1 4 4 8 .0 2 /3 .1 4 9 9 9 .4 0 .1 3 64Gu m sd?? ? ???πρ 冷凝水泵 雷諾數(shù) 530 .1 3 6 8 .0 2 9 9 9 .4Re 8 .8 1 1 01 .2 3 6 3 1 0du ???? ? ? ??ρμ 取ε =， / 0 .0 1 / 1 2 9 0 .0 0 0 4 5 7d ??ε ,查圖摩擦系數(shù)λ = 各管件及閥門阻力系數(shù)如下 : 名稱 水管入口 進(jìn)口閥 90彎頭 4 半開型球閥 ξ 6 4 設(shè)管長(zhǎng)為 5 米 , 58 ( ) /ek l l d g??? 2λ π = 258 0 . 0 1 7 5 ( 5 0 0 . 5 6 0 . 7 5 4 9 . 5 ) / ( 3 .1 4 0 . 1 3 6 9 . 8 1 )? ? ? ? ? ? ? ? = 揚(yáng)程 220 2 3 2 1 4 .6 6 0 .1 2 2 6 .1H H KV m? ? ? ? ? ?取 26m 流量 31 1 6 .1 4 3 6 0 0 4 1 8 .4 /9 9 9 .4V m h??? 選擇 IS200150315 型離心泵 ,參數(shù)為 流量 V=460 3/mh,揚(yáng)程 ? ,轉(zhuǎn)速 1450 / minnr? , 泵效率 80%?η ,軸功率 kW? 篩板塔設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果及符號(hào)匯總表 參數(shù)符號(hào) 參數(shù)名稱 精餾段 提餾段 T m (o C) 平均溫度 P m (kpa) 平均壓力 M Lm(kg/kmol) 液相平均摩爾質(zhì)量 M Vm(g/kmol) 氣相平均摩爾質(zhì)量 ρlm (kg/m3 ) 液相平均密度 ρvm (kg/m3 ) 氣相平均密度 σm (dyn/cm) 液體平均表面張力 μm (mpas) 液體平均粘度 Vs(m3 /s) 氣相流量 Ls (m3 /s) 液相流量 N 實(shí)際塔板數(shù) 43 4 31 Z( m) 有效段高度 D(m) 塔徑 H T(m) 板間距 δ (m) 板厚 溢流形式 單溢流 單溢流 降液管形式 弓形 弓形 溢流堰 平行 平行 l W (m) 堰長(zhǎng) h W (m) 堰高 hl (m) 板上液層高度 h OW (m) 堰上液層高度 h O (m) 降液管底隙高度 W d (m) 降液管寬度 W s (m) 安定區(qū)寬度 W c (m) 邊緣區(qū)高 度 Aa (m2 ) 有效傳質(zhì)面積 A T (m2 ) 塔橫截面積 A f (m2 ) 降液區(qū)面積 A O （ m2 ） 篩孔面積 d O（ m） 篩孔直徑 t（ m） 孔中心距 n 篩孔數(shù)目 3800 3800 φ（ %） 開孔率 U （ m/s） 空塔氣速 U O（ （ m/s） 篩孔氣速 K 穩(wěn)定系數(shù) H c （ m液柱） 干板阻力 H l （ m液柱） 液體有效阻力 Hl Hσ（ m液柱） 液體表面張力阻力 H p （ m液柱） 總阻力 P（ pa） 每層塔板壓降 700 700 ev ( 液 /kg 干氣 ) 液沫夾帶量 液泛 合格 合格 漏液 合格 合格 C O 孔流系數(shù) β 液層充氣系數(shù) φ 相對(duì)泡沫密度 32 10. 參考文獻(xiàn)及設(shè)計(jì)手冊(cè) .趙汝溥 .化工原理（第二版），北京 :化學(xué)工業(yè)出版社， 2021. 化工過程及設(shè)備課程設(shè)計(jì) 北京：化學(xué)工業(yè)出版設(shè)， 1998 .化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)（上、下），北京 :化學(xué)工業(yè)出版社， 1996. ，柴誠(chéng)敬?；ぴ碚n程設(shè)計(jì)（化工傳遞與單元操作課程設(shè)計(jì)），天津 :天津大學(xué) 版社， 2021， ?；ぴ碚n程設(shè)計(jì)，大連 :大連理工大學(xué)出版社， 2021 致謝 以前常聽其他人說做課程設(shè)計(jì)很簡(jiǎn)單，但經(jīng)過這兩個(gè)星期的親自實(shí)踐才發(fā)現(xiàn)課程設(shè)計(jì)其實(shí)不僅是自己已學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用，而且也是擴(kuò)充自己知識(shí)的深度和廣度的過程。完成課程設(shè)計(jì)需要查很多工具書，也經(jīng)常要翻看以前化工原理的課堂筆記，在這個(gè)過程中不知不覺就完成了對(duì)自己知識(shí)的擴(kuò)充；課程設(shè)計(jì)中有多處需要用 origin 作圖，原來只聽老師提到 origin 這個(gè)軟件，但自己從來沒有認(rèn)真去學(xué)過，平時(shí)也缺乏足夠的動(dòng)力和機(jī)會(huì)去學(xué)它，但這兩周下來我對(duì) origin 從陌生到熟悉，從什么也不懂到熟練掌握基本操作，我感覺有一種學(xué)到東西的欣慰感。總之，這兩個(gè)星期過得忙碌而充實(shí)，我自己確實(shí)也因此而收獲了不少東西，在這里向居老師表示由衷的感謝！