年產(chǎn)34萬(wàn)噸酒精精餾換熱器設(shè)計(jì)-文庫(kù)吧資料
2025-07-05 23:16本頁(yè)面
【正文】 42mm，因?yàn)閡=V/Ao=(4)/(3600)=( 1m/s u 3m/s) 符合所以，標(biāo)準(zhǔn)接管內(nèi)徑為42mm?！?③污垢熱阻由表查得：Rso=104 (㎡ ℃)/WRsi=104(㎡ ℃)/W④總傳熱系數(shù)K:k= W/(ms W/(m2℃)k=(+)= W/(mFsnc（ NB+1）uo /μ=（）/（105）=103 （＞500）Fo==（103）=管子為正三角形排列F=ΔP1’=FAo)=891/(3600)=Reo=do(D2 n② 殼程壓強(qiáng)降 ∑ΔPo=（ΔP1’+ΔP2’）FtNsρms管程流速：ui=Wc/(ρmNp (其中Ft=，Ns=1，Np=2)∵1/ρm=wA/ρA+wB/ρB ，∴ 平均密度：ρm=∵ lgμm =∑xi℃)（2）核算壓強(qiáng)降①管程壓強(qiáng)降 ∑ΔPi=（ΔP1+ΔP2）FtΔtm )=538278 /（700）=⑥初選換熱器型號(hào) 由于兩流體溫差大于70℃，可選用浮頭式換熱器初選換熱器型號(hào)為：JB/T 325 主要參數(shù)如下：外殼直徑325mm公稱壓力公稱面積管子尺寸φ19管子數(shù)60管長(zhǎng)3m管中心距25mm管程數(shù)Np2管子排列方式正三角形管程流通面積實(shí)際換熱面積：So=nπdoL=603=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：K=Q/ (So⑤選K值，估算傳熱面積取K=700W/(m2(t2t1)= 103()/3600 = 538278W =1937801 KJ/h因?yàn)閞= KJ/Kg ，水蒸汽的消耗量：Wh= Qc / r = ③確定流體的流徑設(shè)計(jì)任務(wù)的熱流體為水蒸氣，冷流體為原料液，為防止原料液在管程中流動(dòng)從而使管程結(jié)垢，所以令水蒸氣走殼層，原料液走管程。℃)Qc= WcCPcs汽化熱rKJ/Kg乙醇℃764103水 ℃104水蒸汽130℃105水 130℃104②熱負(fù)荷計(jì)算Qh = Wh℃)導(dǎo)熱系kW/(m u —— 流體流速，m / s 。 由上式計(jì)算得到的總傳熱系數(shù)為K計(jì) ?！? W； di，do，dm——換熱器列管的內(nèi)徑、外徑及平均直徑，m； k——列管管壁的導(dǎo)熱系數(shù)，W/(m℃)； hi，ho——傳熱管內(nèi)、外側(cè)流體的對(duì)流傳熱系數(shù)，W/(m2——流體流過(guò)折流擋板缺口的壓力降，Pa； Fs——結(jié)垢校正系數(shù)，無(wú)因次，對(duì)液體Fs =；對(duì)氣體Fs =； F——管子排列方式對(duì)壓力降的校正系數(shù)：三角形排列F =，正方形 直列F = ，正方形錯(cuò)列F =； f0——?dú)こ塘黧w的摩擦系數(shù)， nc——橫過(guò)管束中心線的管數(shù)，可按式32及式33計(jì)算； h——折流板間距，m； D——?dú)んw直徑，m； NB——折流板數(shù)目； uo——按殼程流通截面積So計(jì)算的流速，m/s。do)式中 ΔP1180。=NB[ –（2 B / D）] （ρnc（NB + 1）= F）Fs ②殼程有折流擋板,計(jì)算公式如下： ∑ΔPo =（ΔP1180。 Ns—— 串聯(lián)的殼程數(shù)； Np—— 管程數(shù)。Ns （2）平均溫度差 一側(cè)恒溫，逆流與并流的平均溫差相等Δtm =(Δt1Δt2)/ln(Δt1/Δt2)式中 ΔtΔt2——分別為換熱器兩端熱、冷流體的溫差，℃?！?； T——熱流體的溫度，℃； t ——冷流體的溫度，℃。 （1）傳熱速率(熱負(fù)荷) Q①傳熱的冷熱流體均沒(méi)有相變化，且忽略熱損失，則 Q = WhCph ( T1 – T2 ) = WcCpc( t2– t1 )?、诹黧w有相變化，如飽和蒸汽冷凝，且冷凝液在飽和溫度下排出，則Q = WhΔtm 式中 Q——傳熱速率(熱負(fù)荷)，W； K——總傳熱系數(shù)，W/(m2傳熱速率方程式 Q = K否則需另設(shè)K選值，重復(fù)以上計(jì)算步驟 。若壓強(qiáng)降超過(guò)工藝允許的范圍，則要調(diào)整流速，再確定管程數(shù)或折流板間距，或選擇另一規(guī)格的設(shè)備，重新計(jì)算壓強(qiáng)降直至滿足要求為止。 3．計(jì)算管、殼程壓強(qiáng)降 根據(jù)初定的設(shè)備規(guī)格，計(jì)算管、殼程流體的流速和壓強(qiáng)降。 (4) 計(jì)算平均溫度差?！?(2) 由總傳熱速率方程 Q＝KSΔtm，初步算出傳熱面積S，并確定換熱器的基本尺寸(如d、L、n及管子在管板上的排列等)，或按系列標(biāo)準(zhǔn)選擇設(shè)備規(guī)格。②計(jì)算平均溫度差，當(dāng)兩側(cè)的流體均為變溫傳熱時(shí)，應(yīng)進(jìn)行溫度差的校正。 列管式換熱器的設(shè)計(jì)計(jì)算根據(jù)產(chǎn)量要求，計(jì)算換熱系統(tǒng)的原料量、產(chǎn)品量，再進(jìn)一步確定所需計(jì)算的換熱器，逐步進(jìn)行換熱器的選用。采用多管程時(shí)，、3或6m。為了提高管內(nèi)流速，可采用多管程。列管式換熱器除上述部件外，列管換熱器根據(jù)尺寸大小和用途不同，大型換熱器還設(shè)有拉桿、旁路擋板；冷凝器設(shè)有攔液板等等。同時(shí)它還起支撐管束的作用。根據(jù)工作溫度選擇殼體材料，有防腐要求時(shí)，大多考慮使用復(fù)合金屬板。 （2） 殼程結(jié)構(gòu)殼體是一個(gè)圓筒形的容器。壓力較低時(shí)可采用平蓋，壓力較高時(shí)則采用凸形蓋，用法蘭與管板連接。 管箱列管式換熱器管箱即換熱器的端蓋，也叫分配室。管板上開(kāi)有管孔，管孔的排列方式有三角形、正方形和同心圓形。管板列管式換熱器管板是用來(lái)固定管束連接殼體和端蓋的一個(gè)圓形厚板，它的受力關(guān)系比較復(fù)雜。（1） 管程結(jié)構(gòu) 換熱管常用換熱管的規(guī)格有φ192mm, φ252mm。 (4)加熱介質(zhì)根據(jù)工藝要求以及設(shè)備的承壓能力，加熱介質(zhì)可選用低壓蒸氣。缺水地區(qū)可選用較大溫差，水源豐富地區(qū)可選用較小溫差。一般來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)時(shí)冷卻水的溫度差可取810。如用冷卻水冷卻某熱流體，水的進(jìn)口溫度可根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件作出估計(jì)，而出口溫度需經(jīng)過(guò)經(jīng)濟(jì)權(quán)衡確定。因此，一般需要通過(guò)多方面權(quán)衡選擇適宜的流速。（2） 流體流速的選擇 流體流速的選擇涉及到傳熱系數(shù)、流動(dòng)阻力及換熱器結(jié)構(gòu)等方面。⑥ 有毒易污染的流體宜走管程，以減少泄漏量。④ 被冷卻的流體宜走殼程，可利用殼體對(duì)外散熱作用，增強(qiáng)冷卻效果。根據(jù)上述原則，在后面的換熱器設(shè)計(jì)中，應(yīng)該盡量使乙醇液體或者冷卻水走管程，水蒸汽或者乙醇蒸汽走殼程。① 不潔凈和易結(jié)垢的流體宜走管程，因?yàn)楣艹糖逦^方便。 列管式換熱器的基本參數(shù) 基本參數(shù) 管殼是換熱器的基本參數(shù)包括： ① 公稱換熱面積SN； ② 公稱直徑DN；③ 公稱壓力PN；④ 換熱器管長(zhǎng)度L；⑤ 換熱管規(guī)格；⑥ 管程數(shù)Np。C，可以選用普通的固定管板式換熱器。C，所以選用帶有膨脹節(jié)的固定管板式換熱器。冷凝器的平均溫差大于50。原料預(yù)熱
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