【正文】 =200mm，取e==21mm則設備直徑 D= to(b1)+2e=18(481)+2x21=888mm實取換熱器直徑890mm核管內(nèi)流速其中ω′=V/nF 其中 V=VoZpoT/(pTo)=()=ω′=()=與假定相符管內(nèi)實際給熱系數(shù) α0′=α0(ω180。/ω)=()管外當量直徑 de=(D2nd外2)/(d+ nd外)= (89021842x142)/(890+ 1842x14)=流道截面積（擋板為圓缺形）f1=hD(1d外/ to)=()=f2=fa((d外/ to)2) fa=π/180r2cos1[(rh′)/r](rh′)x(D′h′h′2)1/2取檔板直徑D′=547mm,r=D′/2=h′===(弓形高度 )fa=[ ()/]()x()1/2= m2流道截面積f2=(() 2) =f=(f1xf2)1/2=(7) 計算雷諾準數(shù)氣體重量流速G=V M平/()=()=Re=deG/μ==(8) 計算普蘭特準數(shù) Pr=Cpμ/(λM)=()== =(μ/μm)==管外給熱系數(shù)αi＝λ／ x (μ/μm) ＝(. oC) 取R1= (. oC)/KJ R2= (. oC)/KJ δ= λ鋼= KJ/(. oC)K=1/(()+()+++)= KJ/(. oC)F=Q/K△tmΔtm=[(3522)(17+15)]/ln(3522)/ (17+15)= oCF=()=與假定相符 實取換熱面積 F==Ⅰ設備工藝計算（1）選立式氨冷器，熱氣走管程，液蒸發(fā)走殼程（2）高壓換熱管Ф19x13 d外= d內(nèi)= d平=（3）熱負荷Q= KJ/t NH3（4）產(chǎn)量W= t NH3/h（5）熱氣體壓力p=（6）熱氣入口溫度 t入=20 oC（7）熱氣出口溫度 t出=0 oC（8）液氨入口溫度 t入=25 oC（9）液氨蒸發(fā)溫度 t出=15 oC（10）液氨量W=α0＝式中各物性數(shù)據(jù)取之平均溫度 t平=(20+0)/2=10oC (1) 壓縮系數(shù)Z和體積流量Tcm=ΣyiTci=++++=Pcm=Σyipci=++++=對比溫度 Tr=(10+273)/= 對比壓力Pr=查《氮肥》（理）圖14普遍化壓縮系數(shù)圖得 Z＝氣體體積流量為V=VoZpoT/(pTox3600)=()=（2）混合氣體平均分子量 M平=++++=（3）氣體熱容 查氣體常壓比熱容NH3CH4ArH2N2Cpi KJ/Kmol. ．C混合氣體常壓比熱容C0p=++++= KJ/ C由Tr=,pr= 查比熱容壓力校正圖ΔCp=Cp=+=（4）氣體導熱系數(shù)λ查《氮肥》（理）188表常壓下各組分導熱系數(shù)NH3CH4ArH2N2Λ0i,KJ/(. ．C)Mi1/3由λ0m=∑λi0yi Mi1/3/∑yi Mi1/3∑yiMi1/3=++++=λ0m=(++++)/=(. oC)Tr=,pr=《氮肥》（理）普遍化氣體對比導熱系數(shù)λr=λ/λ0m= λ===(. oC) (5) 氣體粘度μ查《氮肥》（理）圖122,23,25,30,31各組分氣體在壓力下的粘度NH3CH4ArH2N2Ci11μi Kg/()∑yiMi1/2=++++=高壓下含氨混合氣體的粘度μ=∑(yiMi1/2Ciμi/∑yiMi1/2)=(++++)/=()(6)雷諾準數(shù)設取管內(nèi)流速ω＝密度 ρ=M平 pT0/(Z p0VoT)=()/()= Re=doωρ/μ=(7) 普蘭特準數(shù)Pr=Cpμ/(λM)=()= =管內(nèi)給熱系數(shù) α0=(. oC) αi=(Q/4186F) d外 () 式中F氨冷器的換熱面積，用試差法計算設F= Q/(4186F)=()=αi=() ((10))= KJ/(. oC)設管內(nèi)污垢系數(shù)R＝－4(. oC)/KJδ= λ鋼= KJ/(. oC)K=1/(()+()++)= KJ/(. oC)Δtm=((20+15)(0+15))/ln(20+15)/ (0+15)= oCF=Q/K△tm=()=與假定面積相符合取管數(shù)n=850根 管長L=8m(U型管) F =ndЛ== m2Ⅱ設備工藝計算（1）選立式氨冷器，熱氣走管程，液蒸發(fā)走殼程（2）高壓換熱管Ф19x13 d外= d內(nèi)= d平=（3）熱負荷Q=（4）產(chǎn)量W= t NH3/h（5）熱氣體壓力p=（6）熱氣入口溫度 t入=0 oC（7）熱氣出口溫度 t出=15 oC（8）液氨入口溫度 t入=25 oC（9）液氨蒸發(fā)溫度 t出=15 oCα0＝式中各物性數(shù)據(jù)取之平均溫度 t平=(15+0)/2= (1) 壓縮系數(shù)Z和體積流量Tcm=ΣyiTci=++++=Pcm=Σyipci=++++=對比溫度 Tr=(+273)/= 對比壓力Pr=查《氮肥》（理）圖14普遍化壓縮系數(shù)圖得 Z＝（2）混合氣體平均分子量 M平=++++=（3）氣體熱容 查氣體常壓比熱容NH3CH4ArH2N2Cpi KJ/Kmol. ．C混合氣體常壓比熱容C0p=++++= KJ/ C由Tr=,pr= 查比熱容壓力校正圖ΔCp=Cp=+=（4）氣體導熱系數(shù)λ查《氮肥》（理）188表常壓下各組分導熱系數(shù)NH3CH4ArH2N2Λ0i,KJ/(. ．C)Mi1/3由λ0m=∑λi0yi Mi1/3/∑yi Mi1/3∑yiMi1/3=++++=λ0m=(++++)/=(. oC)Tr=,pr=《氮肥》（理）普遍化氣體對比導熱系數(shù)λr=λ/λ0m= λ===(. oC) (5) 氣體粘度μ查《氮肥》（理）圖122,23,25,30,31各組分氣體在壓力下的粘度NH3CH4ArH2N2Ci11μi Kg/()∑yiMi1/2=++++=高壓下含氨混合氣體的粘度μ=∑(yiMi1/2Ciμi/∑yiMi1/2)=(++++)/=()(6) 雷諾準數(shù)設取管內(nèi)流速ω＝密度 ρ=M平 pT0/(Z p0VoT)=()/()= Re=doωρ/μ=(7) 普蘭特準數(shù)Pr=Cpμ/(λM)=()= =管內(nèi)給熱系數(shù) α0=(. oC) αi=(Q/4186F) d外 () 式中F氨冷器的換熱面積，用試差法計算設F=684m2 Q/(4186F)=(4186x684)=αi=() ((10))= KJ/(. oC)設管內(nèi)污垢系數(shù)R＝－4(. oC)/KJδ= λ鋼= KJ/(. oC)K=1/(()+()++)= KJ/(. oC)Δtm=((0+15)(15+20))/ln(0+15)/ (15+20)= oCF=Q/K△tm=()=與假定面積相符合第三章 總結 通過本次專業(yè)綜合課程設計，得到了一個很好的鍛煉，學會了用網(wǎng)絡資源和圖書館查閱、收集、整理資料，并運用相關的工具書解決實際問題，能夠在老師的指導下獨立處理一些設計中遇到的困難，同時進一步加強了對計算機編輯和繪圖功能的學習和運用。當然設計中還存在一些問題需要進一步加強學習。為下學期的畢業(yè)設計奠定了良好的基礎。本次設計中遇到了一些問題，如催化劑的裝卸問題：由于第二段反應床與第三段反應床采用中間換熱器，床層催化劑不能從頂部裝卸。為解決此問題，建議在換熱器下面的筒體上開一至二個裝卸孔。第四章 參考文獻[1] [M].北京：化學工業(yè)出版社[2] 陳五平.《合成氨》[M][3] 匡國柱.《化工單元過程及設備課程設計》[M].化學工業(yè)出版社[4] 揚國榮.《化工工藝設計技術概論》[M][5]《化工生產(chǎn)流程圖解》[M]北京：化學工業(yè)出版社[6]《化工原理（上、下）》[M]天津：天津大學化工原理教研室主編[7]《化工工藝設計手冊（上、下）》[J].北京：化學工業(yè)出版社，1986，6第五章 致謝本次設計能夠的順利完成還得益于過控教研室周敏老師、曾濤老師、王維慧老師、林海波老師以及其他老師的指導，還有全專業(yè)同學的大力支持，在此一并感謝！29