【正文】 2s全凝器 冷水 物料蒸汽 280～850W/m 2s冷卻器 冷水 有機溶液 850～1500 W/m 2s計算前均假定換熱器的損失為殼方氣體傳熱量的 10%，即安全系數(shù)為 。下面 3 個換熱器的計算均按照這個假定。167。 預(yù)熱器計算設(shè)計流程要求泡點進料，進料濃度下的泡點溫度為 ℃，而原 料溫度為 20℃。釜殘液的溫度為 ℃，其主要成分是水，比熱比 原料液大，所以完全可以利用釜液對進料液進行預(yù)熱，使其達到泡點， 只要控制好釜殘液的流量，由于釜殘液能提供的熱量足夠，因而可以 穩(wěn)定控制進料溫度為泡點。擬定將釜液降至 35℃排出，以用于他途。F=,W= Cttm ???? 點進 料根據(jù)溫度，查相關(guān)表得：CP 水 =(kg℃), CP 乙醇 ＝(kg℃) 。34sKJtFCQPm /)(?????吸 收取總傳熱系數(shù) K=700=℃?????Ctm ????????).27/()/( mtKQAm??????取安全系數(shù) ，則實際傳熱面積為：A= 。作為傳熱管，管心距 PT 為 ?傳熱管長度定為 ，根據(jù)傳熱面積計算管的根數(shù) ???ldn?換熱器的直徑 mLdAPCTDR ?????取 Do=,管程為 6，管子根數(shù) 4， ，換熱管長度為 4500mm，? ，管子按正三角形排列。G700410518062m校核：A= 2Q==????所以傳熱足夠，設(shè)計滿足要求。167。 全凝器計算取水進口溫度為 25℃，水的出口溫度為 40℃，V =；塔頂出口氣體的溫度為 ℃，在此溫度下：=730+（）1564=== KJ/sCVQ??℃????????????????t)/(.).1(.)1( CkgKJxxPFP ???????水乙 醇35A= ?????????取安全系數(shù) ,則實際傳熱面積為 2作為傳熱管，管心距 PT 為 ??傳熱管長度定為 3m，根據(jù)傳熱面積計算管的根數(shù) n：???ldAn?換熱器的直徑同上求法，其中 PR=32/25=，CL=1，CTP= mLdACTD ??????則 Do=，管程為 6，管子根數(shù) 4， ，換熱管長度為 3000mm ? ，管子按正三角形排列。G700410512062m167。 冷卻器計算取水進口溫度為 25℃，水的出口溫度為 35℃；塔頂全凝器出來的有機液 D=；溫度為℃，降至 35℃。按產(chǎn)品冷卻前后的平均溫度查算比熱： ??sKJdtDCQsKJCXXpmPDPp /?????產(chǎn)產(chǎn) 水酒產(chǎn) ）（ ）（所用水量：kg/.// ?水水水 tMPm取總傳熱系數(shù) K=900=℃2℃????????????????tA= ?.// mtkQm??取安全系數(shù) ，則 A=作為傳熱管，管心距 PT 為 ?傳熱管長度定為 3m，根據(jù)傳熱面積計算管的根數(shù) ???ldAn?同上求法，其中 PR=32/25=，CL=1，CTP=36mLdAPCTDR ?????Do=取 Do=273mm，管程為 2，管子根數(shù) 32， ，換熱管長度為 3000mm ?? ，管子按正三角形排列。校核：A= 2Q== KJ/????Q所以傳熱足夠，設(shè)計滿足要求。第八章 設(shè)計結(jié)果匯總計算數(shù)項目 符號 單位精餾段 提餾段 備注塔徑 D m 板間距 HT m 塔板類型 單溢流弓形降液管 分塊式塔板空塔氣速 u m/s 堰長 Wlm 堰高 hm 板上液層高度 Lm 降液管底隙高 om 浮閥數(shù) N 115 101 等腰三角形叉排閥空氣速 oum/s 浮閥動能因子 Fo 11 11臨界閥孔氣速 ocm/s 孔心距 t m 同一橫排孔心距排間距 39。 m 相鄰橫排中心距離單板壓降 pP?Pa 568 56837降液管內(nèi)清液曾高度 Hd m 泛點率 % 氣相負荷上限 ??axsu3/ 氣相負荷下限 霧沫夾帶控制操作彈性 漏液控制結(jié)束語精餾塔的設(shè)計，在化工行業(yè)應(yīng)用較廣。這次，通過兩個周的課程設(shè)計，我意識到這項任務(wù)的艱難。在這個課程設(shè)計過程當中，我們綜合地運用了我們所學習過的流體力學，傳熱，傳質(zhì)，分離等方面的化工基礎(chǔ)知識，設(shè)計了一款可應(yīng)用于設(shè)計生產(chǎn)當中的乙醇水連續(xù)精餾浮筏塔。在設(shè)計過程中，計算尤其復(fù)雜。每一步的計算都關(guān)乎到后面的一連串結(jié)果。所以，我們在這個過程中感覺阻力很大。比如說由于沒有正確理解某個公式的使用范圍而盲目套用，結(jié)果導(dǎo)致要從頭又開始計算，這個過程花費的時間較多。還有就是許多經(jīng)驗公式的使用，由于我們知識面的有限，所以許多公式的出處我們不是很了解。在涉及的化工原理，分離，化工熱力學等課程中，我們充分意識到我們這大學三年所學知識的重要性。它讓我們可以將我們在書本上所學到的理論知識用于到生產(chǎn)實際之中。再到后來管道以及其他設(shè)備的選型，讓我們將化工原理上學到的相關(guān)知識一化工設(shè)備機械基礎(chǔ)聯(lián)系起來，對我們的設(shè)計工作有很大幫助。人孔的設(shè)計使我們明白課本知識與生產(chǎn)實際的差異，也就是我們必須考慮到我們所設(shè)計的方案在實際中的可行性。在計算的許多過程，我們必須在計算所得值的基礎(chǔ)上再考慮一定的安全系數(shù)，如我們在分別計算出精餾和提餾的板數(shù)之后，還必須分別再加上兩塊板，使它具有一定的操作彈性。本次設(shè)計出了計算之外的另一大難題就是作圖。在此過程中，我們將我們所學的 Auto CAD 的知識充分利用起來，如求最小回流比，求實際塔板數(shù)，確定浮閥塔板的開孔數(shù)目，畫負荷性能圖，再到后來的工藝流程圖的繪制以及裝配圖的繪制，這都離不開對 CAD 知識的熟練掌握。通過邊作圖邊摸索，我們進一步鞏固了 CAD 繪圖的基礎(chǔ)技巧，這對我們以后大四的畢業(yè)設(shè)計必定有很大的幫助。在老師和同學的幫助下，我們小組按時完成了這次的課程設(shè)計任務(wù)，它讓我們明白，知識不是死板硬套，而是有理可循，有數(shù)可依的。因此，在以后將近一年的大學學習中，我們一定扎扎實實地學好課本知識，并將理論應(yīng)用于實際，來提高我們的專業(yè)技能水平。參考文獻[1]陳英男、[M]. 上海: 華東理工大學出版社,2024[2]劉雪暖、[M]. 山東：石油大學出版社， 2025[3] [M].北京：化學工業(yè)出版社， 202 5[4]（第三版上冊） [M]. 北京：化學工業(yè)出版社，2027[5]路秀林、[M]. 北京：化學工業(yè)出版社，2022 、1[6][M].上?？茖W技術(shù)出版社 [7]（上冊）[8]王存文、.[M] 。北京：化學工業(yè)出版社， [9]（有機卷）.[M] 北京：化學工業(yè)出版社， [10]夏清、 [M].天津：天津大學出版社， 202138主要符號說明符 號 說 明 單 位 符 號 說 明 單 位C 乙醇 Wl堰長 mW 水 h溢流堰高度D塔頂 O堰上層高度F進料板 d弓形降液管高度塔釜 fA截面積 2L液相 T塔截面積 mV氣相 ?液體在降液管中停留時間 sM摩爾質(zhì)量 g/mol 0h降液管底隙高度minR最小回流比 sW邊緣區(qū)高度N實際塔板數(shù) aA開孔區(qū)面積 2P壓強 kPt同一排孔中心距 mt溫度 C??開孔率 Φ?密度 3g/mn篩孔數(shù)目 個?表面張力 N/m 0u氣體通過閥孔氣速 /s?粘度 Pas?ch干板阻力 液 柱TH塔板間距 1氣體通過降液層阻力 m液 柱Lh板上液層高度 ?氣體通過表面張力阻力 液 柱u空塔氣速 m/sPh氣體通過每層塔板液柱高 度 液 柱D直徑 ?氣體通過每層塔板的壓降 kPa附錄附錄一 設(shè)計所需技術(shù)參數(shù)數(shù) 值序號 項 目 精餾段 提餾段1 平均溫度 tm，℃ 2 液體平均密度 (kg/m )L? 393 氣體平均密度 ( kg/m )V? 4 液相表面張力 ? 5 混合物黏度 (m Pas)? 6 相對揮發(fā)度 ? 7 氣相流量 Vs,（m 3/s） 8 液相流量 Ls,(m3/s) 10 3?10 3?9 實際塔板數(shù) 36 9 10 塔徑 D,m 11 板間距 H , 12 溢流形式 單流型 單流型13 降壓管形式 弓形 弓形14 堰長 l , 15 堰高 h , 16 降液管內(nèi)停留時間 ，s? 17 板上液層高度 h , 18 堰上液層高度 h , 19 降壓管底隙高度 h , 20 降液管高度 H ， 21 泛點率 ，%? 22 閥孔動能因子 F011 1123 孔速 u （m/s）0 24 每層塔板上的浮閥數(shù) 115 1014025 氣體流經(jīng)塔板壓降 Pa 56826 操作彈性 附錄二乙醇—水系統(tǒng) t—x—y 數(shù)據(jù)乙醇摩爾數(shù)/% 乙醇摩爾數(shù)/%沸點t/℃ 液相 氣相沸點t/℃ 液相 氣相 82 附錄三 流程圖說明乙醇水溶液經(jīng)預(yù)熱至泡點后，用泵送入精餾塔。塔頂上升蒸氣采用全冷凝后，進入回流罐部分回流，其余作為塔頂產(chǎn)品經(jīng)冷卻器冷卻后送至貯槽。塔釜采用直接蒸汽供熱，塔底產(chǎn)品用于預(yù)熱原料 冷卻后送入貯槽。精餾裝置有精餾塔、原料預(yù)熱器、冷凝器、釜液冷卻器和產(chǎn)品冷卻器等設(shè)備。41熱量自塔低蒸汽輸入，由冷凝器中的冷卻介質(zhì)將余熱帶走。乙醇—水混合液原料經(jīng)預(yù)熱器加熱到泡點溫度后送入精餾塔 進料板，在進料板上與自塔上部下降的的回流液體匯合后，逐板溢流，最后流入塔底。在每層板上，回流液體與上升蒸汽互相接觸，進行熱和質(zhì)的傳遞過