【正文】 =214/2,dqm?? =2)(4??= m/s 江蘇大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 14 Re=??ud1=610355 ?? ??= 105 α1=1d? = （ 105） = W/(m2 K) 化工原理課程設(shè)計 15 傳熱系數(shù) K的計算：（忽略壁阻和污垢熱阻） K= 1/(2121 α1α1 ?? dd )=1/(138 ??) = W/(m2 Δ tm L=m2 ΔtKπd ?Q = 3??? ??= m 因為 m 較大， 選取每根管程為 2 m, 所以， ??n 根 ② 列管式換熱器的計算 用精餾塔塔釜液體加熱吸收塔塔底流出的丙酮 水混合液，預(yù)熱至 62℃ ，換熱器采用列管換熱器，逆流傳熱。 冷流體進口溫度 T1=97 ℃ ，出口溫度為 T2， 將冷、熱流體近似看作純水溶液，則 CP， 1=CP， 2= CP，水 。 熱流體流量 qm， 1=W M 熱 = = kg/s 。 則，內(nèi)徑 d1= m； 外徑 d2= m 熱流體定性溫度 T=（ 97+） /2= ℃ 熱流體在 ℃ 下的物性數(shù)據(jù)如下 ： 31 // mkg? )/(/1 kkgkJcp ? )/(/1 KmW ?? sPa??? /1 1Pr 406 冷流體定性溫度 t=（ 20+62） /2=41 ℃ 冷流體在 41 ℃下的物性數(shù)據(jù)如下： 32 // mkg? )/(/2 kkgKJcp ? )/(/2 KmW ?? sPa??? /2 2Pr 設(shè)管內(nèi)冷流體流速為 u2= m/s, qv，冷 =22,?mq = = 103 m3/s qv，冷 =n u n= udqv ?? 214? ，冷 = 1 4100 1 23??? ?? =61 根 平均推動力 Δ tm= )/()ln( )()(12211221 tTtT tTtT ?? ??? = )()6297ln( )()6297( ?? ??? = ℃ Q=qm， 2Cp， 2（ t2t1） = （ 6220） = kJ/s 化工原理課程設(shè)計 17 冷流體給熱西數(shù)的計算： Re=2221??ud = ?? ?? =9873 α 1=12d? Re = = W/(m2 u1 =111, /Aqm ? = ????? ?? = m/s de=?14A= m Re=111??ude =61040 6 708 ???? = α 2=ed1? Re Pr1 江蘇大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 18 = = W/(m2 K) Q= nπ Ld2K則可 取傳熱管長為 L=6 m， 則該換熱器管程數(shù)為 Np=L/6≈ 2（ 管程數(shù) ） 所以 傳熱管總根數(shù)為 61 2=122 根 則 查《化工原理》附錄表可得，含 122 根管長為 6m， Φ 19 3 mm 的傳熱管的雙程管的總公稱直徑為 DN約為 400 mm= m。 已知：冷流體：流量 1mq = kg/s,進口溫度 1t =10℃ 熱流體：流量 2mq = kg/s， 進口溫度 1T = ℃ ,出口溫度2T =20℃ 化工原理課程設(shè)計 19 由于丙酮的濃度很低，所以將冷熱流體均看作水，其比熱容近似相等 根據(jù)熱量衡算式： Q= )()( 12222111 ttcqTTcq pmpm ??? 由此可得 ?t ℃ sKJTTcqQ pm / 2 3)(1 7 )( 2111 ??????? 熱流體定性溫度 ： 2 21 ????? TTT℃ 查得熱流體在 ℃ 下物性參數(shù)： 31 // mkg? )/(/1 kkgKJcp ? )/(/1 KmW ?? sPa??? /1 1Pr mdmdmd , 21 ??? 外 smdqum/422111 ???? ??? 561111 ??? ???? ??? ud PrRe02 d?? ? = )( ???? = W/(㎡ ?K) 冷流體的定性溫度 21 ????? ttt ℃ 查得冷流體在 ℃ 下物性數(shù)據(jù) ： 32 // mkg? )/(/2 kkgKJcp ? )/(/2 KmW ?? sPa??? /2 2Pr 1004 江蘇大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 20 smddqum/)(4)(4 22222222 ????? ???外 mAd e )( )(44422??? ?????? ?? 46222 04 ??? ???? ??? ud e PrRe02 d?? ? = )( ???? = W/(㎡ ?K) 傳熱系數(shù)的計算（忽略壁阻，污垢熱阻）： 11 111 12121????????? ddK W/(㎡ ?K) 1020 )1020()()()(12211221 ??? ?????? ????? IntTtTIn tTtTt m ℃ mtLKdQ ?? 2? ? mtKd QLm 32 ???????? ?? 因為 L= m 太長，選取每根管程為 2 m, 所以 ， ??n 根 化工原理課程設(shè)計 21 【 設(shè)備 的設(shè)計計算】 離心泵 泵的用途：把吸收塔的吸收液打入換熱器 流量 ： vq = 3m /s= 3m /h 參數(shù)的選擇： 因為離心泵進水管充滿度必須是 100%， 流速小于 m/s 出水管是壓力管，充滿度自然是 100%， 流速取所在地區(qū)的經(jīng)濟流速，一般也是 1— 2 m/s 214d? = 1A =1uqv ≤ 所以 1d ≤ m ≤ A2= 224d? ≤ m≤ 2d ≤ 7 m 根據(jù)《化工原理》一書，選 IS— 65— 50— 125 型單級單吸離心泵，其流量為 15 hm/3 ， 揚程為 m 選輸水管為鑄鐵管 ε = mm 查 20 ℃下， ρ = kg/m3,μ =1004 610? Pa?s, 1u =1Aqv =??= m/s 2u =2Aqv =??= m/s 46111 ??? ???? ??? ud 410 56222 10101004 ?? ???? ??? ud 410 所以兩者都在阻力平方區(qū)，由 )2lg(d?? ??得， ?? ?? 江蘇大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 22 伯努利方程式 ： ????????fHzgugPHezgugP 2222121122 ?? 已知：操作壓強 ： P1=P2=， 由其他組了解到精餾塔高Δ Z=7 m， 列管換熱器 ： t =40℃ ,查 得 物性數(shù)據(jù) ： ρ = kg/m3； μ = 610?? Pa?s； 1u = m/s； 1d = m； ?=6 m 所以 9873 611 ??