乙烯-乙烷体系对筛板精馏塔的设计【含CAD图纸+PDF图】
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乙烯
乙烷
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- 内容简介：
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第四章 再沸器的设计 一 设计任务与设计条件（经Excel计算 见附表2） 1选用立式热虹吸式再沸器 塔顶压力：2.6MPa 压力降：Nphf=600.10.4649.8103=0.0284MPa 塔底压力=2.6+0.0284=2.628MPa2再沸器壳程与管程的设计壳程管程温度（）259.8压力（MPa绝压）0.10132.628蒸发量：Db= q,mVs =5.897kg/s1 物性数据1） 壳程凝液在温度（100）下的物性数据：潜热：rc=2422kJ/kg热导率：c =0.618W/(m*K)粘度：c =0.801mPa*s密度：c =995.7kg/m32） 管程流体在（25 2.628MPa）下的物性数据：潜热：rb=285.8kJ/kg液相热导率：b =618mw/(m*K)液相粘度：b =0.0571mPa*s液相密度：b 383kg/m3 液相定比压热容：Cpb= 3.39kj/(kg*k) 表面张力：b0.00295N/m气相粘度：v =0.00889mPa*s气相密度：v =49.51kg/m3 蒸气压曲线斜率（t/P）=0.00018 m2 K/kg 二 估算设备尺寸 热流量： = 1685362w 传热温差： =100-52.5=23.07K 假设传热系数：K=600W/( m2 K) 估算传热面积Ap = 121.7571594m2 拟用传热管规格为：383mm,管长L=4500mm 则传热管数： =226.646=227 若将传热管按正三角形排列，按式 NT =3a(a+1)+1;b=2a+1 得：b= 16.57317109 管心距：t=47.5mm 则 壳径： =815.726mm 取 D=630 L/D=5.5166(4-6之间) 取 管程进口直径：Di=0.15m 管程出口直径：Do=0.25m 三 传热系数的校核1显热段传热系数K假设传热管出口汽化率 Xe=0.282则循环气量： =20.911kg/s1) 计算显热段管内传热膜系数i 传热管内质量流速： di=25-22.5=20mm = 114.601kg/( m2 s) 雷诺数： =64224.5 普朗特数： =2.111 显热段传热管内表面系数： = 623.5828w/( m2 K) 2) 壳程冷凝传热膜系数计算o 蒸气冷凝的质量流量： = 20.1747kg/s 传热管外单位润湿周边上凝液质量流量： =0.04006kg/(m s) =564.7387132 管外冷凝表面传热系数： = 1886.46w/ (m2 K) 3) 污垢热阻及管壁热阻 沸腾侧：Ri=0.000176 m2 K/w 冷凝侧：Ro=0.00026 m2 K/w 管壁热阻：Rw=b/w= 0.0001536 m2 K/w 4）显热段传热系数 dm=(di+do)/2 =325.72w/( m2 K) 2. 蒸发段传热系数KE计算 传热管内釜液的质量流量：Gh=3600 qmws = 412561kg/( m2 h) Lockhut-martinel参数： 则1/Xtt=0.995845 查设计书P96图329 得：=0.2 在Xe=0.282 X3Xe=0.846的情况下 =0.3609 再查图329，=0.8 2）泡核沸腾压抑因数：=(E+)/2=0.5 泡核沸腾表面传热系数: =34628 w/( m2 K) 3）单独存在为基准的对流表面传热系数 ： = 566.65w/( m2 K) 沸腾表面传热系数：KE 对流沸腾因子 ： = 2.1025 两相对流表面传热系数: = 1191.375w/( m2 K) 沸腾传热膜系数： = 18506.2w/( m2 K) =813.017w/( m2 K) 3.显热段长度 = 0.02772LBC = 0.024842313L= 0.125mLCD =L- LBC = 4.375m4传热系数 = 799.51 m2 实际需要传热面积： =91.374m25传热面积裕度： = 0.332510.3所以，传热面积裕度合适，满足要求四 循环流量校核1循环系统推动力：1）当X=Xe/3= 0.094时=3.3275 两相流的液相分率： = 0.3676 两相流平均密度： =172.09kg/m3 2）当X=Xe=0.282 = 1.00417两相流的液相分率： = 0.20895 两相流平均密度： = 119.19kg/m3根据课程设计表319 得：L=1.1 则循环系统的推动力： = 7766.19pa 2循环阻力Pf： 管程进出口阻力P1 进口管内质量流速： = 1183.94kg/(m2s)釜液进口管内流动雷诺数： = 3110176进口管内流体流动摩擦系数： = 0.01484进口管长度与局部阻力当量长度： =17.815m管程进出口阻力: =3225.6Pa 传热管显热段阻力P2 =114.60kg/(m2s) =64224 =0.02351 = 1.571Pa 传热管蒸发段阻力P3 a. 气相流动阻力Pv3 =114.60kg/(m2s) =77552 =0.02273 =14.568Pab. 液相流动阻力PL3GL=G-Gv=93.0556kg/(m2s) =52150 = 0.02443 = 37.762Pa = 386.0425Pa 管内动能变化产生阻力P4 动量变化引起的阻力系数: = 2.2449 = 76.979管程出口段阻力P5 a. 气相流动阻力Pv5 = 426.219kg/(m2s) = 120.194kg/(m2s) 管程出口长度与局部阻力的当量长度之和： = 29.299m =3380023 = 0.01476 =252.40Pab. 液相流动阻力PL5 =306.025（m2s） =
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