【正文】 如在我們的設(shè)計中，泵和換熱器的選型和校核上可通過軟件初選，然后再去對該型號設(shè)備計算校核會省去一開始反復(fù)試算的復(fù)雜。 在計算的過程中我們感到了理論學(xué)習上的不足，如涉及復(fù)雜管路的計算，冷凝器、再沸器等的計算，混合氣體、液體的物性數(shù)據(jù)的計算 ； 還有對化工行業(yè)標準的不了解，如相關(guān)容器和設(shè)備都有國家標準 ；同時還感到對實際工廠精餾操作經(jīng)驗的缺乏， 如管路的鋪設(shè)及長度問題， 一些理論計算的問題我們可以查閱資料和思考來解決，但我們設(shè)計的流程理想化程度太高，很多設(shè)想可能工業(yè)上根本無法實現(xiàn)，還有一些看似計算根本無法解決的問題，可能實際生產(chǎn)中憑借一些操作經(jīng)驗很簡單的解決了，這些知識是我們?nèi)狈Φ摹? 在另一套流程中，我們將原料用泵打到塔頂，將塔頂產(chǎn)品冷凝后，再將原料通入塔底 一個 換熱器將塔釜產(chǎn)品冷凝，最后根據(jù)溫度選用換熱器，使進料達到泡點，然且進料。 二是流程中使用了 3 臺換熱器，相對較多，但當時考慮泵的使用可以減少一些。 在我們的工藝流程中，將塔頂冷凝器冷凝后的液體 、塔釜產(chǎn)26/26 品利用通過加熱原料冷卻到要求的溫度，從而實現(xiàn)了熱量的充分利用，但存在兩個問題，一是塔頂冷凝為液體后再用來加熱原料，則其中的潛熱沒有得到利用；利用塔頂產(chǎn)品的 勢能由于涉及的管路計算太繁瑣復(fù)雜，工業(yè)生產(chǎn)難以實現(xiàn)。 比賽前我們設(shè)計了兩套流程，本想對兩套流程分別進行計算比較后再進行選擇，但由于時間的限制，我們僅考慮了一套 。 三個人共同完成一個課題，分工協(xié)作是非常重要的一部分，只在任務(wù)分配合理，才能在規(guī)定的時間 內(nèi)高效的完成。 ，回流比，塔釜 加熱電壓，冷凝水流量都不穩(wěn)定。 因為實驗過程中不提供產(chǎn)品分析，因此實驗開始時回流比 R 和進料量 F 的合理設(shè)定非常重要。 ② 流速與實際情況可能存在誤差。 ② 由于題目未告訴塔內(nèi)的壓強，因此默認塔頂?shù)膲簭姙橐粋€大氣壓，但可能與實際的 情況有所偏離。 ? 鑒于查圖存在誤差，我們的數(shù)據(jù)通過純物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)查詢軟件校核。 ? 將塔頂?shù)牧弦阂聛?，利用了自身的勢能? 可節(jié)約泵的成本。 梯雙溢流塔板。 增加塔板間距。 液相流速過大，使得液體在板上停留時間過短，將氣相帶入下層塔板，造成氣相返混。 上升氣流穿過塔板液層之時將板上液體帶入上層塔板，造成液相返混，使得效率嚴重降低。 5液泛 適宜操作條件應(yīng)在此線以下。 3液相負荷 下 限線 液相低于此線時液體將不能均勻分布，導(dǎo)致板效率下降。 1漏液線 氣相低于此線將發(fā)生嚴重 的漏液現(xiàn)象。 ③靈敏板流量和濃度 因為靈敏板 物料的物性對于塔的微小變化有較大波動，所以可以用其作為 實時監(jiān)測的方法。 氣液進料 增大塔底再沸器的熱負荷 ,使得下來的進料可以與更多的蒸汽進行傳質(zhì)傳熱 . 為了判斷塔頂?shù)椎奈锪鲜欠穹弦罂筛鶕?jù)以下參數(shù) ： ① 全塔壓降 可通過塔頂?shù)椎膲簭姳頊y得，若壓降偏大，即氣相通過兩板間壓降增大，有可能使液體不能正常流下而發(fā)生液泛現(xiàn)象致使分離效果不好。 可以采取的方法有： 22/26 調(diào)節(jié)回流比 ,使回流比增大。 如上圖所示，本在實線處進料組成為 Fx ，有較好的分離效果。安全系數(shù)為 2 8 4 .4 2 6 7 .2 1 0 0 = 6 .42 6 7 .2? ? ％ ％ 11/26 換熱器主要結(jié)構(gòu)尺寸和計算結(jié)果表 換熱器形式：列管式 換熱面積（ 2m ）： 工藝參數(shù) 名稱 管程 殼程 物料名稱 物料 400KPa水蒸汽 操作溫度 → → 流量， /kgh 20210 流 體密度， 3/kgm 1000 流速， /ms 傳熱量， kW 925298W 總傳熱系數(shù)， 2/W m K? 2267 .2 /( )W m C? 對流傳熱系數(shù) 2637 .7 /( )W m K? /( )Wm?℃ 污垢系數(shù)， 2 /m K W? 40. 08 95 10soR ?? ? ?2m ℃ /W 19 7 10siR ?? ? ?2m ℃ /W 程數(shù) 1 1 推薦使用材料 碳鋼 碳鋼 管子規(guī)格 φ 25 管長， m 3 折流板形式 上 下 殼徑， mm 600 管數(shù) 245 為了保證所選換熱器 正確 ，我們用專業(yè)模擬軟件進行了模擬，以下是軟件模擬后生成的報告 ,所選換熱器與我們的相同 換熱器大師 (THEM)計算報告 12/26 制表日期： 2021/12/4 項目文件 :物料預(yù)熱器 殼程數(shù)據(jù) 管程數(shù)據(jù) 序號 項目 數(shù)值 單位 序號 項目 數(shù)值 單位 1 流體相態(tài) 蒸氣冷凝 34 流體相態(tài) 單相液體 2 流體類型 熱流體 .注釋 35 流體類型 冷流體 .注釋 3 不凝氣體 0 % 36 不凝氣體 0 % 4 質(zhì)量流量 kg/h 37 質(zhì)量流量 20210 kg/h 5 入口溫度 C 38 入口溫度 C 6 沸點 C 39 出口溫度 C 7 熱量 kW 40 熱量 kW 8 平均比熱 kJ/() 41 平均比熱 kJ/() 9 密度 1000 kg/m3 42 密度 kg/m3 10 動力粘度 cP 43 動力粘度 cP 11 導(dǎo)熱系數(shù) W/() 44 導(dǎo)熱系數(shù) W/() 12 表面張力 Dyne/cm 45 表面張力 Dyne/cm 13 蒸汽比熱 kJ/() 46 蒸汽比熱 kJ/() 14 蒸汽密度 kg/m3 47 蒸汽密度 kg/m3 15 蒸汽粘度 48 蒸汽粘度 cP 16 相變熱 kJ/kg 49 相變熱 kJ/kg 17 管子排列 正三角形 m 50 管程數(shù) 1 程 18 殼程數(shù) 1 程 51 管外徑 25 mm 19 管心距 32 mm 52 管內(nèi)徑 20 mm 20 殼內(nèi)徑 600 mm 53 單程管長 3000 mm 21 擋板間距 150 mm 54 管子根數(shù) 245 根 22 流通面積 m2 55 管子材質(zhì) 低碳鋼 23 中心排管 17 根 56 管長選項 標準計算 24 限制流速 10 m/s 57 指定管長 m 25 實際流速 m/s 58 限制流速 3 m/s 26 壓力降 MPa 59 實際流速 m/s 27 污垢熱阻 0 28 膜系數(shù) W/() 61 流通面積 m2 29 殼體材質(zhì) 低碳鋼 62 污垢熱阻 0 30 保溫材料 巖棉板 ,殼 63 膜系數(shù) W/() 31 保溫層厚 10 mm 64 管內(nèi)壁溫 C 32 環(huán)境溫度 20 C 65 管外壁溫 C 33 平均壁溫 C 66 平均壁 溫 C 計算結(jié)果 序號 項目 數(shù)值 單位 序號 項目 數(shù)值 單位 67 計算類型 設(shè)計型 75 溫差校正 1 68 放置形式 水平 76 總傳熱系數(shù) W/() 69 封頭形式 固定管板式 77 計算面積 m2 13/26 換熱器示意圖 φ 252 .5共245根 a b c d 物料進口 400KPa 水蒸汽進口 400KPa 水蒸汽出口 物料出口 塔頂冷凝器 塔頂冷凝器沒有進行具體的計算，塔頂出料和所通的冷凝水的物性數(shù)據(jù)計算如下，然后用軟件進行了簡單的模擬為以后的冷凝器選型提供參考： 塔頂出料的物性參數(shù)如下 70 殼程熱損 % 78 實際面積 m2 71 要求富余度 5 % 79 實際富余度 % 72 流型 逆流 80 運行狀態(tài) 73 傳遞熱量 kW 81 74 平均溫度差 C 82 所選換熱器的型號 G600563251 序號 項目 單位 數(shù)值 備注 1 密度 3/kgm 冷凝液 2 粘度 Pas? 冷凝液 3 比熱 kJ/(kg )?℃ 蒸氣 4 冷凝液 14/26 取定性溫度 20 30 252mt ???℃下循環(huán)水的