化工原理课程设计.ppt

二．计算管、壳程阻力损失：（课设P50-52参考例题）首先选择两流体在换热器中的通道。如：塔顶冷凝器，用来冷凝塔顶蒸汽，蒸汽应走壳程便于散热，冷却水走管程。1．计算管程阻力损失流通截面：m2N：管数；NP：管程数流速：m/s（合适的流速范围0.5~3m/s，（华理上P231，天大P286）流型：阻力损失：hf1：直管阻力损失，L为管长hf2：回弯阻力损失ft：管程结垢校正系数对△排列取1.5，排列取1.4NP：管程数上式也可写为：注意：△φt∝NP3∴选管程数时要兼顾A和△φt当△φt＜要求值时合格（要求<30KPa）2、计算壳程阻力损失fs：液体可取1.15，气体或可凝蒸汽取1.0hf1’：管束阻力损失，hf2’：折流板弓形缺口处阻力损失也可以写成：当△φS<要求时合格（30KPa）注意：折流板间距（见华理上册旧版P304）三、计算传热系数校核传热面积1、管程时流传热系数αiW/m2℃n=0.4或0.3根据定性温度查λ、CP、μ、Pr2、壳程对流传热系数无相变有相变公式中物性参数为冷凝液的例如塔顶冷凝器，壳程为蒸汽冷凝3、总传热系数K可取：Rsi=Rs0=0.0002m2℃/Wλ=45W/m2℃4、计算所需传热面积，并比较A=NTndDLA：所选换热器的实际面积NT：管子总数比较所选换热器是否满足要求：上册旧版P310或满足要求如果以上计算都满足要求，说明所选换热器合格。*******所以：Hd=hP+hL+hd(不设入口堰，hd很小可忽略)在液体下流过程中夹带泡沫，泡沫与液体在降液管中的总高度不能超过上层塔板的出口堰。即：Hd≤φ（HT+hw）φ取0.4~0.6满足此条件，则不液泛,课设P1093、物沫夹带：过量雾沫夹带将导致塔板效率下降，综合考虑生产能力和板效率的关系，应控制雾沫夹带ev<0.1Kg液/Kg汽一般用泛点率来估算，对大塔，泛点率<80%,ev<0.1合格，具体算法见P110（课设）4、漏液若气相负荷过小，或开孔率过大会出现漏涂现象，导致板效率下降，严重时板上无液层，无法操作，以阀孔动能因子数控制。对F1重阀：F=5~6为操作下限，即：F>5~6合格（前面已算）四、负荷性能图课设P111(精,提两段分别做,重点提馏段）此图可检验塔设计是否合理，了解塔的操作状态，指导改进塔操作性能。此图以VS为纵座标，LS为横座标，由5条特殊的线围成，操作线经过其中,由状态点在图中的位置分析问题。操作线：过原点和操作点（LS＇，VS＇）的直线。5条线分别为：1、雾沫夹带线：按公式：式中：ZL=D-2Wd（板上液体流经长度）Ab=AT-2Af（板上液流面积）K--物性系数P176本体系可取1.0表3-4CF--泛点负荷系数P176查图3-16CF=0.112代入已知数据整理得:VS~LS关系（直线方程）任取两点作直线，得雾沫夹带线。2、液泛线:因为当Hd=φ(HT+hw)时发生液泛（其中Hd和hw代计算式）所以，由此式导出：VS~LS关系为液泛线（曲线）取多组数据可画出此曲线，为液泛线。具体算法见课设P111-1123、液相负荷上限线：液体的最大流量应保证液体在降液管中停留时间不低于3~5s（太快或流量太大，对单位液体来说，在降液管中停留时间太短，泡沫去不掉）根据公式：计算Lmax与VS无关，是一条垂直直线。4、漏液线：（气相负荷下限线，再小就托不住液体）以F0=5为下限。则因为:所以:VS=5×0.785×0.0392n/ρ1/2与LS无关，水平线。5．液相负荷下限线：取how=0.006m作为液相负荷下限条件因为：取E=1所以：与VS无关。垂直线将5条线及操作线做在同一图中，得负荷性能图