【導(dǎo)讀】計(jì)算管程壓降及給熱系數(shù)i?丁苯橡膠成白色或淺褐色，有苯乙烯的氣味，密度：3g/cm。丁苯橡膠綜合性能優(yōu)良，是合成橡膠的第一大品種，產(chǎn)量占合成橡膠的60%，也是最早實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的橡膠之一。

　　

【正文】 層校正系數(shù) [9] ? ： 擋板數(shù)為： 19B lN B? ? ? 殼程壓強(qiáng)為： ? ? 200 21 3 . 5 2s T C B B s uBF f N N N fD???? ??? ? ? ? ????? ???? ? ? 22 9 1 9 2291ss K Pa??? ? ???? ? ? ? ? ? ? ? ? ?????? ? ? 允 許 值 殼程給熱系數(shù)的計(jì)算： 吉林化工學(xué)院 課程設(shè)計(jì) 21 39。202 0 . 0 2 51 0 . 2 0 . 5 1 0 . 0 2 20 . 0 3 2dA B D mt?? ??? ? ? ? ? ? ????? ???? 39。 20 39。222 . 7 4 1 0 . 0 9 80 . 0 2 8 3 9 9 0 . 1 5mqu m sA ?? ? ?? 2 2 2 2003 . 1 44 4 0 . 0 3 2 0 . 0 2 544 0 . 0 2 73 . 1 4 0 . 0 2 5etddmd??? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ?? 39。39。 0 0 0e0 32 0 . 0 2 7 0 . 0 9 8 9 9 0 . 1 5= 4 3 7 5 . 3 10 . 5 9 8 8 1 0duR ?? ?????? 224 . 1 7 4 0 . 5 9 8 8 3 . 90 . 6 4 0 3pr CP ?? ?? ? ? 殼程中水被冷卻，取 w????????? 0. 1410. 5530 erewRPd??? ???? ???? ? ?10. 55 230 Wm? ? ? ? ? ? ? ? ℃ 計(jì)算傳熱面積 根 據(jù) 《 化 工 原 理 》 P282 查表 66 ，取 529 1 0iR m K W?? ? ?，420 1 .0 7 6 1 0R m K W?? ? ?。不銹鋼 ? ? m K? ?? 傳熱系數(shù) K計(jì) ： 0 01= 11iiK RR?? ? ?? ? ? ?計(jì) ? ?21= 3 0 7 . 8 6 k1 0 . 0 0 2 5 10 . 0 0 0 0 9 0 . 0 0 0 1 0 7 63 9 . 5 3 1 7 . 4 1 2 9 0 . 7 2K w m??? ? ? ?計(jì) 21 1 4 4 1 0 . 0 7= = = 1 3 . 1 63 0 7 . 8 6 0 . 9 5 2 9 . 7 2mQAmKt? ? ? ?計(jì)計(jì) 逆 所選換熱器的實(shí)際面積為： ? = =計(jì), 在 范圍內(nèi)。 因此，所選 苯乙烯 換熱器 E306 的設(shè)計(jì) 初選 苯乙烯 物料進(jìn)口溫度 1t =15℃ ，出口溫度 2t =24℃ 冷卻水進(jìn)料溫度 1=50T ℃ ，出口溫度 2=30T ℃ ST 的流量 mq =1 8 .6 7 2 4 m o l hK 吉林化工學(xué)院 課程設(shè)計(jì) 22 熱負(fù)荷： mpqtQC? ? ?? p 3 0 1 50 . 5 ( ) 0 . 5 ( 1 7 1 . 4 1 5 4 . 8 ) 1 6 3 . 1 ( )ppC C C J m o l K? ? ? ? ? ? ? ? 1 8 . 6 7 1 6 3 . 1 ( 2 4 1 5 ) 2 7 4 0 5 . 6 9QW? ? ? ? ? 1212tt= = 1 2 .9 8tln tmt? ? ?? ??逆 ℃ 逆流平均溫差： 12215 0 3 0k = 2 .2 2t t 2 4 1 5TT? ????? 21112 4 1 5P = 0 .2 5 7t 5 0 1 5ttT ? ????? 初定采用單殼程、偶數(shù)管程的固定管板式換熱器。由 k、 P，根據(jù)《化工原理上》 P308 圖 657a 查得Ψ =，參照表 68 估計(jì) 2300 ( )K w m??℃。 2m2 7 4 0 5 . 6 9= = = 7 . 4 1 mt 3 0 0 0 . 9 5 1 2 . 9 8QA K ? ? ?估估 逆Ψ 由換熱器系列標(biāo)準(zhǔn)（見《化工原理》附錄）初選型號為： — 其主要參數(shù)參見下表 423 表 423 — 開殼直徑 mmD 450 管子尺寸 mm φ 25* 公稱壓強(qiáng) mpaP 管長 mL 公稱面積 2m 管數(shù) TN 126 管程數(shù) pN 2 管中心距 tmm 32 管子排列方式 正三角形 計(jì)算管程壓降及給熱系數(shù) i? 管程走 ST， 查表可知 流動(dòng)面積為： 21= 管內(nèi) ST 的流速： m1111q 1 9 4 2 . 0 1u = = = 0 . 0 3 m s3 6 0 0 3 6 0 0 9 0 0 0 . 0 1 9 8A? ? ?ρ i1ei 31du 0 . 0 2 0 . 0 3 9 0 0= = = 3 6 0 0 00 . 0 1 5 1 0R ????ρμ ， 則流動(dòng)狀態(tài)為湍流。 去管壁粗糙度 = 0 .1 5 m m d = 0 .0 0 7 5ε ，ε 查圖可知 = 管程壓降： 2=32itp ul fNd? ? ???? ? ? ? ? ? ????? 22 0 . 0 3= 0 . 0 3 5 3 1 . 5 2 1 6 . 8 8 0 . 1 5 a0 . 0 2 2 KP? ??? ? ? ? ? ? ? ????? ???允許值 300K 吉林化工學(xué)院 課程設(shè)計(jì) 23 管程給熱系 數(shù) i? ： 0 .8 0 .30 .0 2 3 ii ei ri RP?? ?? ? ? 0. 330. 80 .1 3 5 9 1 7 1 .4 0 .7 7 4 1 00 .0 2 3 3 6 0 0 00 .0 2 0 .1 3 5 9i??????? ? ? ???? ? ?= Wm? ?℃ 計(jì)算殼程壓降及給熱系數(shù) 0? 水平均為溫度 T 5 0 3 0???（ ） 2=40 ℃ 水的物理參數(shù)： 當(dāng) T=40℃時(shí) 4174 ( )PC J m ol K?? 6 4 0 .3 m W ( )mKλ 30. 99 0 g cmK?ρ = a s?μ P 取折流擋板板間距 B=，因?yàn)檎切闻帕校怨苁行木€的管數(shù)為： 0 .51 .1( ) 1 2 .3 5TC TNN?? 殼程流動(dòng)面積 2A ： ? ? ? ? 220= d = 0 . 2 0 . 4 5 1 2 . 3 5 0 . 0 2 5 = 0 . 0 2 8 mTCA B D N? ? ? ? m2 p1 2 7 4 0 5 . 6 9q = = = 0 . 7 g st 1 0 4 1 7 4Q KC? ? ? m2022q 0 . 7u = = = 0 . 0 3 m s9 9 0 . 1 5 0 . 0 2 8A? ? 0 0 0e0 320 . 0 2 5 0 . 0 3 9 9 0 . 1 5= 1 2 4 0 . 1 70 . 5 9 8 8 1 0duR ?? ?????? 根據(jù) 0eR ，由《化工原理》上冊 P307 的圖 656 得出 0 ? ， 管子排列為正三角形： F=：取垢層校正系數(shù) ? ： 擋板數(shù)為： 1 14B lN B? ? ? 殼程壓強(qiáng)為： ? ? 200 21 3 . 5 2s T C B B s uBF f N N N fD???? ??? ? ? ? ????? ???? ? ? 22 0. 2 0. 030. 5 0. 77 93 12 .3 5 14 1 14 3. 5 1. 15 99 0. 150. 45 255 .7 2ss K Pa??? ? ???? ? ? ? ? ? ? ? ? ?????? ? ? 允 許 值 殼程給熱系 數(shù)的計(jì)算： 39。202 0 . 0 2 51 0 . 2 0 . 4 5 1 0 . 0 20 . 0 3 2dA B D mt?? ??? ? ? ? ? ? ????? ???? 39。 20 39。222 . 7 4 1 0 . 0 40 . 0 2 0 9 9 0 . 1 5mqu m sA ?? ? ?? 吉林化工學(xué)院 課程設(shè)計(jì) 24 2 2 2 2003 . 1 44 4 0 . 0 3 2 0 . 0 2 544 0 . 0 2 73 . 1 4 0 . 0 2 5etddmd??? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ?? 39。39。 0 0 0e0 32 0 . 0 2 5 0 . 0 4 9 9 0 . 1 5= 1 6 5 3 . 5 60 . 5 9 8 8 1 0duR ?? ?????? 224 . 1 7 4 0 . 5 9 8 8 3 . 90 . 6 4 0 3pr CP ?? ?? ? ? 殼程中水被冷卻，取 w????????? 0. 1410. 5530 erewRPd??? ???? ???? ? ?10. 55 230 40 6 16 53 .56 6 5 75 27 Wm? ? ? ? ? ? ? ? ℃ 計(jì)算傳熱面積 根 據(jù)《化工原理》 P282 查表 66，取 529 10iR m k w?? ? ?， 420 1 .0 7 6 1 0R m k w?? ? ?。不銹鋼 ? ? m K? ?? 傳熱系數(shù) K計(jì) ： 0 01= 11iiK RR?? ? ?? ? ? ?計(jì) ? ?21= 2 0 5 .7 9 k1 0 .0 0 2 5 10 .0 0 0 0 9 0 .0 0 0 1 0 7 66 8 5 .2 1 7 .4 7 5 5 .8K w m??? ? ? ?計(jì) 22 7 4 0 5 . 6 9= = = 1 0 . 82 0 5 . 7 9 0 . 9 5 1 2 . 9 8mQAmKt? ? ? ?計(jì)計(jì) 逆 所選換熱器的實(shí)際面積為： ? = =計(jì), 范圍內(nèi)。 因此，所選 — 泵的計(jì)算 泵 P— 304 的設(shè)計(jì) 吉林化工學(xué)院 課程設(shè)計(jì) 25 圖 2— 7— 1 泵示意圖 條件依據(jù) 以 P— 304 苯乙烯進(jìn)料泵的計(jì)算為例，已知數(shù)據(jù)如下： ? 管徑： D= 苯乙烯的平均密度： / cm ? ? 苯乙烯的粘度： mPa s? ?? 壓強(qiáng)： 51P 5 10 Pa?? ， 52P 1 10 Pa?? 管內(nèi)流體的流速 （ 1）管內(nèi)流體的流速：2Q 1 9 4 2 . 0 1 9 0 9u 0 . 3 0 5 m / s A 3 . 1 4 4 0 . 0 5 0 3 6 0 0? ? ??? 雷諾數(shù)：e d u 21400R ???? 即：管內(nèi)流動(dòng)狀態(tài)為湍流 。 取 ?? ， e ??? 由 Re 、 e查《化工原理》上冊 P40 ， ?? （ 2）直管阻力和局部阻力的計(jì)算： 直管阻力的計(jì)算： 21 1. 74 J / kg 2f luh d??? 局部阻力的計(jì)算：有 90176。的彎頭 19 個(gè)，則 21 2 2 f p p u h z g 2 g g ??? ? ?= 22f u Jh = = 0 .5 2 Kg2? 總的阻力：12f= f f Jh h +h =2 .2 6 Kg （ 3）理論壓頭的計(jì)算： 由柏氏方程可得： 21 2 2 f p p u h z g 2 g g ??? ? ? = 泵的選型： 由輸送溫度為常溫、低粘度、無腐蝕性、無固體顆粒的液體，選擇揚(yáng)程為吉林化工學(xué)院 課程設(shè)計(jì) 26 48，流量為 15 3m 的旋渦泵，旋渦泵適合小流量高揚(yáng)程的場合。查《化工手冊》P471 選泵的型號為： IS50— 320— 200[10]。 泵的效率的計(jì)算： %evaeap gzq kwp kwpp??????? 儲(chǔ)罐的計(jì)算 丁二烯儲(chǔ)罐的計(jì)算， 33mv49 93 .74 kg / h = 62 kg / m=qq = = 4m / hhmq ???? ， ，裝 料 系 數(shù) 已 知 丁 二 烯 的 停 留 時(shí) 間 為 3 332 4 .1 23 2 .1 6 m4 0 m儲(chǔ) 罐 的 有 效 體 積 ，儲(chǔ) 蓄 罐 所 需 容 積 為取 標(biāo) 準(zhǔn) 的 容 器 容 積 為 附屬設(shè)備的選型與計(jì)算 管道直徑的計(jì)算 查《化工原理》上冊 P50 的表 13可知，水及一般流體在通常情況下流速范圍為13m/s，壓強(qiáng)較高的氣體的流速 1525m/s。 20m/s，則： 4 9 9