管式加热炉 第七节 炉管内的压力降.ppt

第7节 炉管内的压力降,7.1 加热段的压力降 7.2 汽化段的压力降,概述,重要性：关系到输送设备的选择； 是判断管内介质是否结焦的重要标志,压力降范围： 常压炉：0.6861.47MPa（715kgf/cm2） 减压炉：0.2940.588MPa（36kgf/cm2）,计算目的： 检查炉管管径和管程数的选择是否合适； 确定加热介质的入口压力P1，以选择合适的泵。,压力降的计算：,忽略速度头时，入口（截面1）到出口（截面2） 的柏努利方程为：,式中：h入口与出口间的位头差，m液柱； L介质的平均密度，kg/m3； PR 、PC 、PL分别为辐射炉管、对流炉管和转油线的压力降，Pa。,压力降的计算：,汽化点；,加热段压降Ph 汽化段压降pe 转油线压降PL,压力降:,所以：,7.1 加热段的压力降,式中：摩擦阻力系数，根据雷诺准数查有关图表； Le加热段炉管的当量长度，m； w管内油品的流速，m/s；,7.1 加热段的压力降,其中是与回弯头有关的系数，可查表；n为管总数；N为管程数；Le为汽化段炉管当量长度（见下文）。,7.2 汽化段的压力降,在汽化段中，油品沿管长逐渐汽化，油品的体积不断增加，密度不断减小，流速也沿管长增加，粘度也发生变化。所以，汽液两相的流动状态究竟是混相流动还是分层流动，沿管长很难确定。为了简化计算过程，假定气、液两相在汽化段内混合相流动。这样，只要求出汽化段气、液两相的混合密度m、混合流速wm等，就可以用同样的阻力公式粗略地求出该段的压力降。,7.2 汽化段的压力降,汽化段的当量长度：,猜算法:首先假定开始汽化时之压力为Pe，根据油品的平衡蒸发线（平衡汽化线），找到油品开始汽化时的温度te，这一点即汽化点。 一般汽化多在辐射炉管末段开始，可以假定辐射炉管的热强度是均匀的，即传热量与管长成正比。这样就可以根据辐射炉管的总当量长度计算出汽化段的当量长度。,7.2 汽化段的压力降,汽化段的当量长度：,式中：I0油品在炉出口的平均热焓，kJ/kg；,e油品的质量汽化分率，以小数表示； IV、IL炉出口处气相和液相的热焓，kJ/kg； Ie在汽化点处油品的热焓，kJ/kg； Ii油品在辐射室入口处的热焓，kJ/kg。,7.2 汽化段的压力降,汽化段气、液两相混合密度：,油品在汽化段的汽化率沿管长不断变化，严格来说，平均汽化率应由积分求得。但是由于汽化段压力、温度等逐渐变化，积分值不易求得。如果取其初始汽化率与最终汽化率的算术平均值作为平均汽化率，这样求得的汽化段压力降反而偏于安全。因此，汽化段气、液两相的混合密度为：,7.2 汽化段的压力降,汽化段气、液两相混合密度：,式中：L、V汽化段平均条件下液相和气相密度，kg/m3；,MV汽化段气相的分子量，kg/kmol； PV、tV汽化段平均压力（Pa）、平均温度（）。,7.2 汽化段的压力降, 汽化段气、液相的混合流速：,7.2 汽化段的压力降,汽化段的压力降：,当石油蒸汽粘度数据不足时，可利用下面的经验公式直接计算摩擦阻力系数（只适用于Re106）：,所求得的汽化段压力降加上炉出口压力，应与假设的汽化点压力相等，否则需要重新假设汽化点压力进行计算，直到相符为止。,7.2 汽化段的压力降,汽化段的压力降：,先假设一个汽化点压力Pe1，计算得到汽化段压力降，并得到另外一个汽化点压力数值Pe1，看与假设值是否相符；,图解法：,若不相符，则重新假设汽化点压力Pe2，重新计算另外的汽化点压力Pe2，再看二者是否相符；,7.2 汽化段的压力降,汽化段的压力降：,图解法：,若不相符，分别计算两次计算值与假设值的比值（