化工原理課程設(shè)計(jì)封面格式[1]及任務(wù)書-資料下載頁
2025-05-23 18:11本頁面
【正文】 使霧沫夾帶量eV限制在10%以下，校核方法常為：控制泛點(diǎn)百分率F1的數(shù)值。所謂泛點(diǎn)率指設(shè)計(jì)負(fù)荷與泛點(diǎn)負(fù)荷之比的百分?jǐn)?shù)。其經(jīng)驗(yàn)值為大塔F180%82%CF泛點(diǎn)負(fù)荷因素由 查表得 K=A,b=A,T2A,f== 故本設(shè)計(jì)中的霧沫夾帶量在允許范圍之內(nèi)?！邔τ诖笏?，為避免過量霧沫夾帶，應(yīng)控制泛點(diǎn)率不超過80%。計(jì)算出的泛點(diǎn)率在80%以下，故可知霧沫夾帶量能夠滿足ev(干氣)的要求。e. 漏液驗(yàn)算 Vs’= m3/s, 可見不會產(chǎn)生過量漏液。浮閥塔工藝設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果 負(fù)荷性能圖 液相下限線因堰上液層厚度how’為最小值時，對應(yīng)的液相流量為最小。設(shè)how,小’= LW=浮閥塔工藝設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果 負(fù)荷性能圖 液相下限線因堰上液層厚度how’為最小值時，對應(yīng)的液相流量為最小。設(shè)how,小’= LW= 液相上限線當(dāng)停留時間取最小時，LS’為最大，求出上限液體流量LS’值（常數(shù)），在VS—LS圖上，液相負(fù)荷上限線為與氣體流量VS無關(guān)的豎直線。以作為液體在降液管中停留時間的下限，因Af= ， HT= ∵θ=AfHT/LS則LS,大’= / 5= 漏液線 據(jù)此可作出與液體流量無關(guān)的水平漏液線。 過量霧沫夾帶線CF泛點(diǎn)負(fù)荷因素由 查表得 K= 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值， 控制其泛點(diǎn)率為80%代入上式∵ZL=D2Wd==A,b=A,T2A,f==K物性系數(shù)查表得K=1, CF泛點(diǎn)負(fù)荷因素，查表得CF=代入計(jì)算式，整理可得：由上式知霧沫夾帶線為直線，則在操作范圍內(nèi)任取兩個LS’值，依式算出相應(yīng)的VS’值列于下表中。LS39。VS39。 液泛線為了防止塔內(nèi)發(fā)生液泛，降液管高度應(yīng)大于管內(nèi)泡沫層高度。聯(lián)立以下三式：由上式確定液泛線。忽略式中項(xiàng)，將以下五式代入上式，得到：因物系一定，塔板結(jié)構(gòu)尺寸一定，則、、及φ等均為定值，而與又有如下關(guān)系，即： 式中閥孔數(shù)N與孔徑亦為定值。因此，可將上式簡化成與的如下關(guān)系式： 其中 ： 帶入數(shù)據(jù)： 由得LS，VS， 性能負(fù)荷圖由以上各線的方程式，可畫出圖塔的操作性能負(fù)荷圖。根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)規(guī)定的氣液負(fù)荷，可知操作點(diǎn)P(,1,4725)在正常的操作范圍內(nèi)。過原點(diǎn)連接OP作出操作線.由塔板負(fù)荷性能圖可以看出：（1）在任務(wù)規(guī)定的氣液負(fù)荷下的操作點(diǎn)P，處在適宜操作區(qū)內(nèi)的適中位置。（2）塔板的氣相負(fù)荷上限完全由霧沫夾帶控制，操作下限由漏液控制。（3）操作彈性Vmax=, Vmin=操作彈性=Vmax/ Vmin =35 輔助設(shè)備的設(shè)計(jì) 塔頂全凝器的計(jì)算及選型(1)全凝器的選擇：（列管式全凝器） 全凝器置于塔下部適當(dāng)位置，用泵向塔頂送回流冷凝水，在全凝器和泵之間需設(shè)回流罐，這樣可以減少臺架，且便于維修、安裝，造價不高。(2)全凝器的傳熱面積和冷卻水的消耗量甲醇水走殼程，冷凝水走管程，采用逆流形式①．乙醇水冷凝蒸汽的數(shù)據(jù)℃冷凝蒸汽量：, ,r=②．冷凝水始溫為30℃，取全凝器出口水溫為42℃，在平均溫度乙醇與水的溫度為物性數(shù)據(jù)如下 ρ（kg/m3）Cp(KJ/k.℃)μ[kg()]λ(w/(m.℃))乙醇水(℃)105水（36℃）105③a. 設(shè)備的熱參數(shù)：b．水的流量：c．平均溫度差：根據(jù)“傳熱系數(shù)K估計(jì)表”取K=2000W/(m2.℃) 傳熱面積的估計(jì)值為： 換熱面積A==管子尺寸取25mm 水流速取ui=管數(shù)：個管長：取管心距殼體直徑取600mm折流板：采用弓形折流板取折流板間距B=200mm由上面計(jì)算數(shù)據(jù)，選型如下：公稱直徑D/mm600管子尺寸/mm25公稱壓力 PN/（MPa）管子長l/m管程數(shù)NP1管數(shù)n/根162殼程數(shù)NS1管心距t/mm管子排列正三角排列核算管程、殼程的流速及Re:（一）管程流通截面積：管內(nèi)水的流速（二）殼程流通截面積： 取=15殼內(nèi)乙醇水流速 當(dāng)量直徑 1 管程流體阻力，則ε/d=,查得摩擦系數(shù)λ=取污垢校正系數(shù)F= 符合一般要求2 殼程流體阻力 Re=5000，故管子排列為正三角形排列，取F=擋板數(shù) 塊 代入得 取污垢校正系數(shù)F=故管殼程壓力損失均符合要求3 管程對流給熱系數(shù)膜的雷諾數(shù)所以為垂直湍流管=104殼程對流給熱系數(shù)Re=Pr0== ==計(jì)算傳熱系數(shù)取污垢熱阻 ℃/kW RS= m℃/kW以管外面積為基準(zhǔn) 則K==(m2.℃)計(jì)算傳熱面積 A=m2所選換熱器實(shí)際面積為A=n=裕度所選換熱器合適 塔底再沸器面積的計(jì)算及選型(1)再沸器的選擇：列管式蒸發(fā)器對直徑較大的塔，一般將再沸器置于塔外。其管束可抽出，為保證管束浸于沸騰器液中，管束末端設(shè)溢流堰，堰外空間為出料液的緩沖區(qū)。其液面以上空間為氣液分離空間。(2) 換熱面積換熱量為 考慮到5%的熱損失后 傳熱面積： A=蒸汽溫度為120℃，℃，℃則 ℃取傳熱系數(shù)K=1000W/（）∴ 其他輔助設(shè)備的計(jì)算及選型 接管 進(jìn)料管進(jìn)料管的結(jié)構(gòu)類型很多，有直管進(jìn)料管、彎管進(jìn)料管、T型進(jìn)料管。本設(shè)計(jì)采用直管進(jìn)料管。管徑的計(jì)算，取，經(jīng)圓整選取熱軋無縫鋼管，規(guī)格Φ443mm 回流管回流液體積流量利用液體的重力進(jìn)行回流，取適宜的回流速度，那么經(jīng)圓整選取熱軋無縫鋼管，規(guī)格：Φ50mm3mm實(shí)際管內(nèi)流速： 塔釜出料管釜?dú)堃旱捏w積流量：=取適宜的輸送速度uw=經(jīng)圓整選取熱軋無縫鋼管，規(guī)格：Φ44mm2mm實(shí)際管內(nèi)流速： 再沸器蒸汽進(jìn)口管設(shè)蒸汽流速為20m/s,經(jīng)圓整選取熱軋無縫鋼管，規(guī)格：實(shí)際管內(nèi)流速： 冷凝水管冷凝水進(jìn)口溫度為30℃，水的物性數(shù)據(jù)： ρ=,μ=,=() 冷凝水質(zhì)量流率，管徑選取 Φ180實(shí)際流速為 預(yù)熱器設(shè)計(jì)流程要求泡點(diǎn)進(jìn)料，℃，而原料溫度為35℃?！妫渲饕煞质撬?，比熱比原料液大，所以完全可以利用釜液對進(jìn)料液進(jìn)行預(yù)熱，使其達(dá)到泡點(diǎn)，只要控制好釜?dú)堃旱牧髁?，由于釜?dú)堃耗芴峁┑臒崃孔銐颍蚨梢苑€(wěn)定控制進(jìn)料溫度為泡點(diǎn)。擬定將釜液降至40℃排出，以用于他途。F=230kmol/h= kg/h，W =185kmol/h根據(jù)溫度，查相關(guān)表得：CP水=(kg℃),CP乙醇＝(kg℃)。則 取總傳質(zhì)系數(shù)K=600W/=（），則實(shí)際傳熱面積為：A=55。選取換熱器25型號為：G600Ⅰ——名稱公稱直徑Dg/mm公稱壓力Pg/MPa管程數(shù)N管子根數(shù)n規(guī)格6001245名稱中心排管數(shù)管程流通面積/m2計(jì)算換熱面積/m2換熱管長度/mm規(guī)格173000 泵 冷凝水泵雷諾數(shù)h65 / 65
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