課程設(shè)計(jì)gai-閱讀頁(yè)
2025-07-03 12:47本頁(yè)面
【正文】 （71）式中近似取E=1（m）故（m） 弓形降液管寬度Wd和截面積Af由lw/D = ，查弓形降液管參數(shù)曲線得：Wd/D = Af/AT = 故： Af===（m2） Wd===（m）驗(yàn)算液體在降液管中停留時(shí)間,即 （72）故降液管設(shè)計(jì)合理。 塔板布置 塔板分塊因D≥800mm，故塔板采用分塊式，查表得，塔板分為4塊。篩孔按正三角形排列，取孔中心距t為：t=3d0=35=15（mm）由經(jīng)驗(yàn)式估算得篩孔數(shù)目n’為： （75）采用正三角形排布法排列篩孔（因?yàn)檎切闻挪季o密），畫出篩孔的排列圖（見(jiàn)附錄B），得到實(shí)際篩孔數(shù)目：n=4136個(gè)。由于塔徑≤1400，故受液盤只需開一個(gè)直徑為10mm的淚孔。取hL=62mm選用平直堰,堰上液層高度hOW由下式計(jì)算,即:式中近似取E=1（m）故（m） 弓形降液管寬度Wd和截面積Af由lw/D = ，查弓形降液管參數(shù)曲線得：Wd/D = Af/AT = 故： Af===（m2）Wd===（m）驗(yàn)算液體在降液管中停留時(shí)間,即：故降液管設(shè)計(jì)合理。 塔板布置 塔板分塊因D≥800mm，故塔板采用分塊式，查表得，塔板分為4塊。篩孔按正三角形排列，取孔中心距t為t=3d0=35=15（mm）由經(jīng)驗(yàn)式估算得篩孔數(shù)目n‘為： 采用正三角形排布法排列篩孔（因?yàn)檎切闻挪季o密），畫出篩孔的排列圖（見(jiàn)附錄B），得到實(shí)際篩孔數(shù)目：n=4136個(gè)。液沫夾帶量可由下式計(jì)算: (87)（m）故 （kg液/kg氣）＜（kg液/kg氣）。 漏液對(duì)篩板塔，漏液點(diǎn)氣速可由下式計(jì)算: (88) =（m/s）實(shí)際孔速穩(wěn)定系數(shù)K為： (89)故在本設(shè)計(jì)中無(wú)明顯漏液。 提餾段篩板的流體力學(xué)驗(yàn)算 塔板壓降 干板阻力計(jì)算由d0/δ=5/3=，c0=故（m）液柱 氣體通過(guò)液層的阻力h1計(jì)算由（m/s）（kg1/2/（sm1/2））查圖可得：β=故（m）液柱 液體表面張力的阻力hσ計(jì)算液體表面張力所產(chǎn)生的阻力hσ為：（m）液柱氣體通過(guò)每層塔板的液柱高度hp可由下式計(jì)算（m）液柱氣體通過(guò)每層塔板的壓降為（設(shè)計(jì)允許值） 液面落差對(duì)于篩板塔，液面落差很小，且本設(shè)計(jì)的塔徑和液流量均不大，故可忽略液面落差造成的影響。故在本設(shè)計(jì)中液沫夾帶量ev在允許范圍內(nèi)。 液泛為防止塔內(nèi)發(fā)生液泛，降液管內(nèi)液層高Hd應(yīng)該服從下面關(guān)系式: 乙醇—正丙醇物系為低分子醇類且，查估計(jì)充氣因子的經(jīng)驗(yàn)規(guī)則表可知取，則 （m）而板上不設(shè)進(jìn)口堰，hd可由下式計(jì)算：（m）液柱（m）液柱所以故在本設(shè)計(jì)中不會(huì)發(fā)生液泛現(xiàn)象。 液沫夾帶線以ev=，求VsLs關(guān)系如下：由 m 故 整理得據(jù)此可作出液沫夾帶線2。 （m）取E=1，則：（m）m3/s據(jù)此可作出與氣體流量無(wú)關(guān)的垂直液相負(fù)荷下限線3。 液泛線令由。根據(jù)以上各線方程，可作出篩板塔的負(fù)荷性能圖。由圖可看出，該篩板的操作上限為液沫夾帶控制，下限為漏液控制。 （m）取E=1，則：（m）（m）m3/s據(jù)此可作出與氣體流量無(wú)關(guān)的垂直液相負(fù)荷下限線3。 液泛線令 由 。 提餾段篩板負(fù)荷性能圖在負(fù)荷性能圖上，作出操作點(diǎn)A，連接OA，即作出操作線。 m3/s m3/s故操作彈性為： 10 熱量衡算 塔頂冷凝器的熱量衡算 熱量衡算式，根據(jù)熱量衡算式，有： QVQCHQLQD 塔頂冷凝器的熱量衡算圖式中 ——塔頂蒸氣帶入系統(tǒng)的熱量； ——回流液帶出系統(tǒng)的熱量； ——餾出液帶出系統(tǒng)的熱量； ——冷凝水帶出系統(tǒng)的熱量； 各股物流的溫度與壓力由塔頂蒸氣組y1=xD=，=℃。 基準(zhǔn)態(tài)的選擇、tD=℃的液態(tài)乙醇和正丙醇為熱量衡算的基準(zhǔn)態(tài)，則：QL = QD = 0 各股物流熱量的計(jì)算查得乙醇與正丙醇在正常沸點(diǎn)下的汽化焓分別為：乙醇：ΔVHmA（Tb）= kJmol1正丙醇：ΔVHmB（Tb）= kJmol1正常沸點(diǎn)分別為： Tb A = Tb B = ℃的汽化焓： ()式中 TC——臨界溫度。QFQCQDQLQWQB 全塔熱量衡算圖根據(jù)熱量衡算式，可得： ()由設(shè)計(jì)條件知： QL＝5%QB＝∴ 式中 ——進(jìn)料帶入系統(tǒng)的熱量； ——加熱蒸汽帶入系統(tǒng)的熱量； ——餾出液帶出系統(tǒng)的熱量； ——釜?dú)堃簬С鱿到y(tǒng)的熱量； ——冷卻水帶出系統(tǒng)的熱量； ——熱損失。由設(shè)計(jì)條件可知蒸氣的壓力為5kgfcm2（絕對(duì)壓力），查得該壓力下蒸汽的汽化熱r ＝2113 kJkg1。 熱量衡算表 基準(zhǔn)：1h輸 入輸 出項(xiàng)目kJ項(xiàng)目kJ進(jìn)料餾出液0加熱蒸汽釜?dú)堃豪鋮s水6840530熱損失總計(jì)總計(jì)11 接管的設(shè)計(jì)由于塔體有保溫材料。對(duì)于塔徑大于800mm，且物料潔凈、不易聚合、腐蝕輕微、塔板分塊的情況一般采用一般防沖管，故本設(shè)計(jì)的回流液接管以及進(jìn)料管均采用一般防沖管[10]。所選用的管子的內(nèi)徑（m），所以管內(nèi)流體實(shí)際流速為：（m/s）。 回流管規(guī)格名稱接管公稱直徑Dg（mm）接管外徑厚度（mm）規(guī)格1001144所選用的管子的內(nèi)徑為：（m），所以管內(nèi)流體的實(shí)際流速為：（m/s）。由查得：kg/m3 kg/m3（kg/m3）（m3/s）（m）。進(jìn)料管選用一般防沖管，因?yàn)闉橹虚g進(jìn)料，一般常將其插入降液管中。一般可采用塔底出料管的流速m/s，本設(shè)計(jì)m/s。 塔釜出料管規(guī)格名稱接管公稱直徑Dg（mm）接管外徑厚度（mm）規(guī)格5060選用管子的內(nèi)徑為：（m）,所以管內(nèi)的實(shí)際流體流速為：（m/s） 。所選用的管子的內(nèi)徑（m），所以管內(nèi)流體實(shí)際流速為：（m/s）12設(shè)計(jì)篩板的主要結(jié)果匯總表。在設(shè)計(jì)最初的幾天里，組內(nèi)各成員將化工原理書以及化工原理課程設(shè)計(jì)書，以及借到的兩本書認(rèn)認(rèn)真真地研究了一遍，我們按照課件講解大體熟悉了此次設(shè)計(jì)的流程，盡管對(duì)其有所熟悉，但相關(guān)數(shù)據(jù)的計(jì)算仍花費(fèi)了不少功夫。在逐板法計(jì)算法計(jì)算出理論塔板數(shù)時(shí)，由于迭代次數(shù)太多，著實(shí)讓我們費(fèi)了些功夫，并且檢查多次。課程設(shè)計(jì)，雖然過(guò)程是極其辛苦的，但是成就感和充實(shí)感也是極大的，在這過(guò)程中我們收獲了很多。這對(duì)于我們今后的畢業(yè)設(shè)計(jì)也是很有
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