【正文】 符號(hào)說(shuō)明 fA —— 降液管面積， 2m ； TA —— 塔截面積， 2m ； C — 計(jì)算 maxV 時(shí)負(fù)荷系數(shù)，量綱為一； 20C —— 液體表面張力為 mmN/20 時(shí)的負(fù)荷因子，量綱為一； D —— 塔頂餾出液流量， hkmol/ ； D —— 塔徑， m ； 合肥學(xué)院生物與環(huán)境工程系課程設(shè)計(jì) 39 0d —— 篩孔直徑， mm ； E —— 液流收縮系數(shù)，量綱為一； F —— 進(jìn)料流量， hkmol/ ； g —— 重力加速度， 2/sm ； H —— 塔高， m 或 mm ； Th —— 板間距， m ； ch — 與 干板壓強(qiáng)相當(dāng)?shù)囊合喔叨? th — 與氣相穿過(guò)板上液層高度壓強(qiáng)降 相當(dāng)?shù)囊褐叨龋?m ； Lh —— 板上液層高度， m ； 0h —— 降液管底隙高度， m ； owh — — 堰上液層高度， m ； ph — 與單板壓強(qiáng)降相當(dāng)液層高度， m ； wh —— 溢流堰高度， m ； ?h —— 與克服液體表面張力的壓強(qiáng)降相當(dāng)?shù)囊褐叨龋?m ； L —— 塔內(nèi)下降液體的流量， hkmol/ ； hL —— 液體流量， hm/3 ； sL —— 塔內(nèi)下降液體流量， sm/3 ； wl —— 溢流堰長(zhǎng)度， m ； N —— 塔板數(shù)； N —— 實(shí)際塔板數(shù)； TN —— 理論塔板數(shù)； n —— 篩孔數(shù)，個(gè)； P —— 操作壓強(qiáng)， Pa 或 kPa ； 合肥學(xué)院生物與環(huán)境工程系課程設(shè)計(jì) 40 P? —— 壓強(qiáng)降， Pa 或 kPa ； q —— 進(jìn)料熱狀況參數(shù)； R —— 回流比； t —— 篩板中心距， mm ； u —— 空塔氣速， sm/ ； 39。 σ （ mN/m） 溫度，（℃） 80 85 110 115 120 131 σ 苯 氯苯 雙組分混合液體的表面張力 mσ 可按下式計(jì)算： ABBABAm xx σσ σσσ ?? （ BA xx、 為 A、 B 組分的摩爾分率） 常壓沸點(diǎn)下的汽化潛熱為 103kJ/kmol。雖然整體設(shè)計(jì)我基本滿意，但由于缺乏經(jīng)驗(yàn)難免會(huì)有不足之處，望 老師 給予 批評(píng)指正。非常有成就感，培養(yǎng)了很深的學(xué)習(xí)興趣。 其次通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，對(duì)板式塔的工作原理有了初步詳細(xì)精確話的了解，加深了對(duì)設(shè)計(jì)中所涉及到的一些力學(xué)問(wèn)題和一些有關(guān)應(yīng)力分析、強(qiáng)度設(shè)計(jì)基本理論的了解。對(duì)化工原理設(shè)計(jì)有了更加深刻的理解，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)奠 定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 因此，在這次課程設(shè)計(jì)中我收獲了很多。 ???oKK ，符合實(shí)際標(biāo)準(zhǔn) 1設(shè)計(jì)結(jié)果一覽表 合肥學(xué)院生物與環(huán)境工程系課程設(shè)計(jì) 35 物料衡算結(jié)果 序號(hào) 項(xiàng)目 符號(hào) 單位 數(shù)值 備注 1 塔頂摩 爾分?jǐn)?shù) Dx 1 2 塔頂平均摩爾質(zhì)量 DM kg/kmol 氣相 液相 3 塔頂流量 D kmol/h 4 進(jìn)料摩爾分?jǐn)?shù) Fx 1 5 進(jìn)料液平均摩爾質(zhì)量 FM kg/kmol 氣相 液相 6 進(jìn)料流量 F kmol/h 7 塔釜摩爾分?jǐn)?shù) Wx 1 8 塔釜平均摩爾質(zhì)量 WM kmol/h 氣相 液相 9 塔釜產(chǎn)品流量 W 精餾塔工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果 序號(hào) 項(xiàng)目 符號(hào) 單位 精餾段 提餾段 備注 1 每層塔板壓降 p? kPa ?TE 2 平均壓力 mp kPa 113 3 平均溫度 mt Co 4 平均粘度 m? smPa? 5 液相平均摩爾質(zhì)量 LmM kg/kmol 6 氣相平均摩爾質(zhì)量 VmM kg/kmol 合肥學(xué)院生物與環(huán)境工程系課程設(shè)計(jì) 36 7 液相平均密度 Lm? 3kg/m 8 氣相平均密度 Vm? 3kg/m 9 平均表面張力 Lm? mN/m 浮閥塔板工藝設(shè)計(jì)結(jié)果 序號(hào) 項(xiàng)目 符號(hào) 單位 數(shù)值 備注 1 塔徑 D/m D m 精餾段和提餾段塔徑、堰高、 降液管底隙高度進(jìn)行統(tǒng)一圓整，以便加工。 采用此換熱面積的換熱器，則要求過(guò)程的總傳熱系數(shù)為： 1 0 6t5m00 ????? ?S QK W/(2m m ???? ? mt t? ℃ 選擇換熱器型號(hào) 由于兩流體溫差≈ 50℃ ,殼選用固定管板式換熱器的系列標(biāo)準(zhǔn)（ JB/T471592） 選擇主要參數(shù)如下： 公稱(chēng)直徑 DN 400mm 公稱(chēng)壓力 NP 管程數(shù) pN 4 管子尺寸 ?? 管子根數(shù) n 94 管長(zhǎng) 6000mm 管中心距 32mm 中心排管數(shù) 11 管子排列方式 正三角形 管程流通面積 實(shí)際換熱面積 200 2 ??????? ）（）（ LS ? 選 K 值，估算傳熱面積 參照《化工流體流動(dòng)與傳熱》附錄二十六，初選取 K=310 W/( 2m r= 310 /3600= 510 W 冷卻水耗量 : tt 3512pc ?????）（）（CQW C kg/s 確定流體的流徑 該設(shè)計(jì)任務(wù)的熱流體為苯，冷流體為水，為使苯能通過(guò)殼壁面向空氣中散熱，提高冷卻效果，令苯走殼程，水走管程 . 計(jì)算平均溫度 :暫按單殼程、雙管程考慮，先求逆流時(shí)平均溫度差 苯 T ? 冷卻水 t 33 ? 25 _______________________________________ △ t ttln ttt1212m ???? ???? ‘℃ 計(jì)算 R和 P: 合肥學(xué)院生物與環(huán)境工程系課程設(shè)計(jì) 34 0tt 12 21 ??? TTR ， P ttt 11 12 ??? T 查表得： 1t??? ，因 ,??t? 選單殼程可行。 s 熱負(fù)荷計(jì)算 : ?Q M℃） 導(dǎo)熱系數(shù)： k=( 2m s/~ 7 83 5 0 ???oKK 選擇蒸氣速度 s/m15?u ，則 s/ )( 3ww ?? ???????pRTVV S 3 ??????uVd S? 按照 HG 2055393 Ia，選擇鋼管 ?? 核算s/ 22 ?????? dVu S?，在 之間，可用。s/~ s/ 3????? L F mL F mS FMF ? 選擇進(jìn)料液流速 s/?u ，則 m02 00 ????? uFd S? 按照 HG 2055393 Ia，選擇鋼管 ?? 核算s/ 22 ????? dFu S?，在 之間，可用。 讀圖，提餾段的操作彈性 102 in,m a x, ??? SSVV 精餾塔接管尺寸計(jì)算 合肥學(xué)院生物與環(huán)境工程系課程設(shè)計(jì) 31 s/ )( 3?? ????? DDS pV R TV 選擇蒸氣速度 s/m18?u ，則 ????? uVd S? 按照 HG 2055393 Ia ， 選 擇 鋼 管 6 8 ?? 核算s/ 36 22 ????? dVu S? ，在 之間，可用。圖見(jiàn)坐標(biāo)紙。 5 條線包圍區(qū)域?yàn)樘狃s段塔板操作區(qū)， P 為操作點(diǎn)， OP 為操作線。2000 3 3 31 0 7 0 5 0 5 5 SSLvSLvcVVACVCh????????????????????????????????????????????????????????????????????? 3/23/220 7 44 55 Sowwl LLhhh ?????????? ??????????? ?? ? mh ?? （已算出），故 合肥學(xué)院生物與環(huán)境工程系課程設(shè)計(jì) 29 3/22322 ??????? SSSSp LVLVh 2220 SSwSd LLhlLh ???????????????????????????????? 將 TH ﹦ ， ,0 5 5 ?? ?mhW 及以上各式代入得? ? 23/23/22 6 9 5 5 4 4 4 2 5 5 SSSS LLLV ??????? 整理得 23/22 5 4 6 4 SSS LLV ??? 在操作范圍內(nèi)任取幾個(gè) SL 值，依上式計(jì)算 Vs 值列于下表中 LS， m3/s VS, m3/s 依表中數(shù)據(jù)在 VS— LS圖中作出液泛線（ 2） 液相負(fù)荷上限線（ 3） 取液體在降液管中停留時(shí)間為 4 秒，由下式 smAHL fTS /0037 3m a x ????? ? 液相負(fù)荷上限線（ 3）在 VS— LS圖中為與氣相流量 sV 無(wú)關(guān)的垂線 。 讀圖，精餾段的操作彈性 in,m a x, ??? SSVV 提餾段塔板負(fù)荷性能圖 液沫夾帶線（ 1） ??????????? ?fTavhHue? 式中 SSfT Sa VVAA Vu 7 0 3 9 ????? （ a） ? ???????????????????????? ? 323 3 6 0 WSwowwf lLEhhhh 近似取 E≈, mlmh Ww , ?? 故 3/2323 5 2 3 6 0 5 5 SSf LLh ??????????????????????????????? ? （ b） 取液沫夾帶極限值 ve 為 氣液 kgkg / 。圖見(jiàn)坐標(biāo)紙。 5 條線包圍區(qū)域?yàn)榫s段塔板操作區(qū)， A 為操作點(diǎn)， OA 為操作線。 11 ?? 聯(lián)立整理得 3222 dLscLbaV ss ??? 式中 0 2 ) 5 5()7 7 0 (0 5 )()(0 5 22 ???? LvoocAa ?? 6 3 5 )()1( ??????????? WT hHb ??? 3 8 1 1)0 1 2 (1 5 )/(1 5 22 ???? oW hlc )5 2 6 0 0)(()3 6 0 0)(1( 323323 ??????? ?? wlEd ? 故 3222 sss LLV ??? 在操作范圍內(nèi)任取幾個(gè) SL ，計(jì)算出 SV 的值列于表中。 合肥學(xué)院生物與環(huán)境工程系課程設(shè)計(jì) 24 塔板負(fù)荷性能圖計(jì)算 精餾段塔板負(fù)荷性能圖 漏液線 VFu ?00? 取 F0=5，又 4/200 ?duVn? 故 smnV ds /4u4 32020m i n ????????）（ 據(jù)此做出與液體流量無(wú)關(guān)的水平漏液線（ 1) 液沫夾帶線 ??????????? ?fTav hH ue ? 其中， SSfT Sa VVAA Vu ????? （ a） ? ?????????