炉管内的压力降.ppt

,第六章炉管内的压力降,流体在炉管内的流动与一般管道内的流动不同，流动过程中要吸收热量，物性参数随之变化，有的发生化学反应,，有的发生相态变化汽化。炉管内压力降的计算是十分复杂而麻烦的。,目的:确定流体入炉时的压力，从而可以根据此压力进行选泵。,炉管内介质的压力平衡关系:,炉管内流体的流动特点:,6-1管内流速,压力降大，造成的能量损失大。介质在管内的停留时间短，可以减少结焦和分解的危险，同时可以增加管内的传热系数。,流速低限是保证流型符合要求，以避免局部过热。流速的上限是临界流速（该状态下的声速）。,流速是根据停留时间来决定的。,流速以保证转化管压力降约等于进口压力的8%12%为宜。,流速高,气、液混相的炉管内,裂解炉管内,烃类蒸气转化炉炉管内,6-2无相变时的压力降计算,管内压力降,直管段的压力降,炉管当量长度,局部阻力引起的压力降,与回弯头有关的系数,等于弯头当量长度与管内径之比。,6-3有相变时的压力降计算,汽化段炉管的压力降,一般出口条件和传入管段内的热量是已知的，计算所求的入口条件必须同时满足相平衡、热平衡和压力平衡三者。,特点：气液两相流；气相和液相的量和物性随行程的增加而变化。,使用方程：压力降、相平衡、热平衡方程,例如：,管内气液两相流压力降确定的复杂性：气相和液相流速一般不相同，它们之间有相对运动，会产生内摩擦损失。液相有滞留量，使管内实际流通截面积减小，压力降增加。垂直管内，液相在炉管内连续不断地上升和下降，会消耗能量而形成压力降低。气液两相流可能呈现完全不同的流型。要保证良好的流型。必须有进行流型判别的图或关联式。设计中，通过改变管径来保证流型符合要求。扩径和注汽。分段和猜算。,流型及其判别,水平管流型,随着气速增大，各种流型最后均发展为环-雾状流或单纯雾状流。,垂直管流型,水平管流型判别图,垂直管内气液两相流的流型判别图,炉管内气液两相流的适宜流型,炉管内不允许出现液节流管内气、液两相流的流型最好是雾状流泡点附近要达到雾状流比较困难，也允许出现环状流或分散气泡流其它流型均应避免当流型完全不符合要求时(流型靠近雾状流的边界时)，可以缩小炉管直径或加大注入的水蒸气量来获得适宜的流型。,压力降计算,方法：将两相流当作单相流计算,汽化段压力降计算式为：,均相法,或,或,由能量平衡求出物料的焓差，再由焓差查出。,Dukler法,方法：在大量试验数据的基础上，通过相似分析法得出压力降关联式。,压力降关联式：,相平衡计算目的是计算汽化率,热平衡计算目的是计算管段入口处的温度。,有相变时管内压力降计算步骤,把汽化段炉管分成1米至几米长的若干短小段,从炉出口开始向入口侧逐段反算,流型判断,若流型靠近雾状流的边界时，需缩小管径（或减少管程数）,由相平衡和热平衡分别计算各管段入口处的汽化率和温度,一直计算到介质的泡点，即汽化开始点为止,由压力降公式计算各管段的压力降，管段入口压力P1=P2+Pf,图解试算法,把辐射室进口到出口的整个管段分成加热段（介质全部为液态时的管段）和汽化段两部分,确定出汽化点,计算汽化段炉管的当量长度,加热段炉管的当量长度为辐射管总当量长度减去汽化段当量长度,计算两段各自的压力降：加热段为单相流动，管内压力降可由式计算。汽化段压力降则由均相法计算,基本过程：,计算汽化段压力降,图解试算法计算步骤,1假定开始汽化时的压力,2由介质的相平衡曲线求出介质开始汽化的温度,3计算汽化段炉管的当量长度,4压力校核,猜算过程,若，则计算正确，否则重新假设。,5计算加热段炉管的当量长度和压力降,辐射管的总当量长度,介质在炉出口处的平均焓,介质在汽化点处的焓,介质在辐射室入口处的焓,即：,管长与传热量成正比,返回,返回