年產(chǎn)15萬噸液氨合成工段工藝設(shè)計-文庫吧資料
2025-06-06 12:30本頁面
【正文】 )/322)()x(`)1/2=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)==管內(nèi)給熱系數(shù)αi＝λ／(μ/μm) ＝(. ℃) 取R= (. ℃)/KJ δ= λ鋼= KJ/(. ℃)K=1/(()+()++)= KJ/(. ℃)F=Q/K△tmΔtm=((220160)())/ln(220160)/ ()=℃F=()=與假定面積相符 實取換熱面積 取L=4m, F實==251 m2（1）選淋灑式排管冷卻器（2）高壓換熱管Ф68x13 d外= d內(nèi)= d平~=（3）熱負荷Q=（4）產(chǎn)量W= NH3/h（5）熱氣體壓力p=（6）熱氣入口溫度 t入=160℃（7）熱氣出口溫度 t出=35℃（8）熱氣氣量 V=(標)/h（9）冷卻水壓力p=（10）冷卻水入口溫度 t入=30℃（11）冷卻水出口溫度 t出=36℃（12）冷卻水量W=α0＝式中各物性數(shù)據(jù)取之平均溫度 t平=(35+160)=℃（1）壓縮系數(shù)由廢鍋計算知 Tcm= pcm=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 Cp=℃（4）氣體導(dǎo)熱系數(shù)λ已知常壓下氣體的導(dǎo)熱系數(shù)λ0m＝ KJ/(. ℃)T′cm= p′cm=則假對比參數(shù)Pr′=′(+273)/=查《氮肥》（理）普遍化氣體對比導(dǎo)熱系數(shù)，λr=λ/λ0m= λ=== KJ/(. ℃)(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/()高壓下含氨混合氣體的粘度μ=∑(yiMi1/2Ciμi/∑yiMi1/2)=(++++)/=()(6) 雷諾準數(shù)設(shè)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=(. ℃) αi= 式中L=W/2ln：W冷卻水量Kg/h忽略蒸發(fā)水量，l高壓管真管長度 l=7mn冷卻管列數(shù)n=8 L=(2x7x8)== =管外給熱系數(shù) α0=(. ℃)Δtm=[(16036)(3530)]/ln(16036)/ (3530)=℃設(shè)管內(nèi)污垢系數(shù)R1＝－4(. ℃)/KJ設(shè)管外污垢系數(shù)R2=(. ℃)/KJδ= λ鋼= KJ/(. ℃)K=1/(()+()++)= KJ/(. ℃)F=Q/K△tm=)=實取換熱面積 F==165 m2需排管數(shù)N＝F`/(nπl(wèi) d外)=165/()= 取14 排實際傳熱面積 F實＝F真＋F彎F實＝+冷排高度 H=2x12x(141)/2=流速核算 氣體實際體積流量:V=VoZpoT/(pTox3600)=()=管內(nèi)流速 ω′=()=（1）選列管式挽熱器，冷氣走殼程，熱氣走管程（2）列管尺寸Ф14x2無縫鋼管 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=35℃（7）熱氣出口溫度 t出=17℃（8）熱氣氣量 V=(標)/h（9）冷氣體壓力p=（10）冷氣入口溫度 t入=15℃（11）冷氣出口溫度 t出=22℃（12）冷氣氣量V=(標)/h（13）冷交換器內(nèi)件內(nèi)徑D＝625 m mα0＝式中各物性數(shù)據(jù)取之平均溫度 t平=(35＋17)=26℃ （1）壓縮系數(shù)Z臨界參數(shù)的計算NH3CH4ArH2N2YiTci,K151Pc,MpaTcm=∑yiTci=++++=Pcm=++++=Tr=(26+273)/= 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) 氣體熱容查氣體比熱容NH3CH4ArH2N2Cpi KJ/Kmol. ．CCpi=++++= KJ/ C由Tr=, pr= ΔCp= KJ/ CCp=Cp0+ΔCp=+= KJ/ C(4) 導(dǎo)熱系數(shù)λ查《氮肥》（理）188表常壓下各組分導(dǎo)熱系數(shù)NH3CH4ArH2N2Λ0i,KJ/(. ．C)0．08570．119Mi1/3由λ0m=∑λi0yi Mi1/3/∑yi Mi1/3其中 ∑yi Mi1/3=++++=λ0m=(++++)/= KJ/(. o C)查《氮肥》（理）普遍化氣體對比導(dǎo)熱系數(shù)λr=λ/λ0m= λ=== KJ/(. o C)(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/()高壓下含氨混合氣體的粘度μ=∑yiMi1/2Ciμi/∑yiMi1/2其中 ∑yiMi1/2=++++=μ=(++++)/=()(6) 雷諾準數(shù)設(shè)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=(. o C)α0＝λ／(μ/μm)式中各物性數(shù)據(jù)取之平均溫度 t平=(2215)/2= o C (1) 壓縮系數(shù)Z由前計算知Tcm=,pcm=對比壓力Pr=, 對比溫度Tr=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 由前計算知M平=(3) 氣體比熱容查氣體比熱容NH3CH4ArH2N2Pi MpaCpi KJ/Kmol. ℃Cp=∑yi Cpi=++++=(4) 導(dǎo)熱系數(shù)λ查《氮肥》（理）188表常壓下各組分導(dǎo)熱系數(shù)NH3CH4ArH2N2λ0i,KJ/(. ℃)由λ0m=∑λi0yi Mi1/3/∑yi Mi1/3由前熱交知 ∑yi Mi1/3=λ0m=(++++)/= KJ/(. o C)由前計算 Tr= pr=《氮肥》（理）普遍化氣體對比導(dǎo)熱系數(shù)λr=λ/λ0m= λ===(. o C)(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/()高壓下含氨混合氣體的粘度μ=∑yiMi1/2Ciμi/∑yiMi1/2其中 ∑yiMi1/2=μ=(++++)/=()由Pr=,Tr=《氮》（理）普遍化氣體對比粘度圖查得μ/μm=(6) 換熱器尺寸設(shè)計設(shè)換熱器面積 F=347m2，換熱管L=5m則換熱管數(shù) n=F/(πd L)=347/()=1842根管間距 to=== 取to=18mm正六邊形排列 層數(shù)a= (12n33)1/2/6= 實取25層六邊形對角線排管 b=取板間距h=200mm，取e==21mm則設(shè)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。（3）傳熱系數(shù)計算 通道截面積=6x2x2= 通道直徑de=2b== 螺旋體外徑 D0=10008x2=984mm DH=( D0+ d0)/2=(984+150)/2=567mm冷氣體對板傳熱系數(shù): 0=（1+）λ/ =(())X(())(1+)=(. ℃)注：℃，℃ t平=（+）/2=℃ yNH3= 查Cpm==(. ℃)
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