化工原理课程设计

1、 2015年年1月月4日日化工原理课程设计化工原理课程设计n1 1、准备曲线板、坐标纸、准备曲线板、坐标纸、3#3#图图n 纸纸2 2张、说明书纸一本加封皮。张、说明书纸一本加封皮。n2 2、一周内写好设计说明书。、一周内写好设计说明书。n3 3、周、周1 1n4 4、周二至周五上午答疑、周二至周五上午答疑 n5 5、周、周5 5下午下午1 1点面试（交材料）点面试（交材料） n6 6、图的要求：、图的要求：n（1 1）用三号图纸画工艺流程图）用三号图纸画工艺流程图n 按比例画塔的工艺图按比例画塔的工艺图n （带管接口）；（带管接口）；n（3 3）其余工艺设计图用方格纸）其余工艺设计图用方格纸

2、n设计达到的目标：设计达到的目标：( (设计说明书设计说明书) )n 设计出一个能达到分离要求设计出一个能达到分离要求n完成生产任务且有一定操作弹性完成生产任务且有一定操作弹性n的完整塔设备。的完整塔设备。n包括：求出包括：求出Np,D,ZNp,D,Z，塔板布置，塔板布置n配管、泵、冷凝器、再沸器选取配管、泵、冷凝器、再沸器选取n 基础数据：基础数据： 苯苯氯苯氯苯 n、AntoineAntoine常数：常数： 苯苯 氯苯氯苯 n A 6.03055 6.1030 A 6.03055 6.1030 n B 1211.033 1431.05 B 1211.033 1431.05 n C 220.

3、79 217.55 C 220.79 217.55 n方程中：方程中：ttC PC PKPaKPa n2 2、常压沸点、常压沸点C C： 80.1 131.8 80.1 131.8 n3 3、分子量：、分子量： 78.1 112.5 78.1 112.5 n4 4、密度：、密度：Kg/mKg/m3 3n 80 80C 815.0 1042 C 815.0 1042 n 90 90C 803.9 1031 C 803.9 1031 n 100 100C 792.5 1019C 792.5 1019n 110 110C 780.8 1008C 780.8 1008n 120 120C 768.9

4、996.4C 768.9 996.4n5 5、汽化热、汽化热cal/mol cal/mol n 80 80C 7353 9116 C 7353 9116 n100100C 7077 8872C 7077 8872n110110C 6930 8743C 6930 8743n120120C 6776 8609C 6776 8609n130130C 6614 8469C 6614 8469n140140C 8324C 8324n设计说明书的写法：设计说明书的写法：n首先：首先：附上设计任务书（发的）附上设计任务书（发的）n 基础数据（自查或给）基础数据（自查或给）n前言：前言：（相当于可行性报告）（

5、相当于可行性报告）n 可介绍本次设计的基本内容可介绍本次设计的基本内容n设计的构思过程（二元双相混合设计的构思过程（二元双相混合n物用什么方法分，该体系能不能物用什么方法分，该体系能不能n分开；用什么设备，什么压力分开；用什么设备，什么压力n等）；精馏的基本特点；本设计等）；精馏的基本特点；本设计n的特点，如产品从塔顶还是从塔的特点，如产品从塔顶还是从塔n底出，以什么部位的物性参数为底出，以什么部位的物性参数为n依据设计等）。这部分看个人水依据设计等）。这部分看个人水n平。平。n目录：目录：为使人一目了然，了解整为使人一目了然，了解整n 个设计内容。个设计内容。 一、流程及说明：一、流程及说明

6、：n 给一个带控制点的流程图给一个带控制点的流程图n（自己找参考）图后面附说明（自己找参考）图后面附说明, ,n注明为什么选择这样的流程（如注明为什么选择这样的流程（如n进料状态、加料方式、塔釜加热进料状态、加料方式、塔釜加热n方式、塔顶冷凝方式等）方式、塔顶冷凝方式等） 二、工艺计算：二、工艺计算： （核心内容、根据课堂学的内容）（核心内容、根据课堂学的内容）n 包括：包括：NpNp、Z Z、D D 、塔板布置、塔板布置n 为了进行计算，必须做一定为了进行计算，必须做一定n的数据准备的数据准备, ,如：平衡数据、物如：平衡数据、物n料衡算数据、回流比、物性参数料衡算数据、回流比、物性参数n等

7、。等。n1 1、相平衡关系：、相平衡关系：n 作出作出 t tx(y)x(y)和和x xy y图图n方法：可到图书馆查平衡数据方法：可到图书馆查平衡数据n （t tP PA A、P PB Bx x、y y）n 也可利用也可利用AntoineAntoine方程方程n 计算：计算：n log Plog P=A =A B/ (t+c) B/ (t+c)n注意：此方程有多种形式注意：此方程有多种形式n如：如：lnln、loglog、t t、p p的单位，的单位，n C C、K K、KPaKPa、mmHg mmHg n 但计算结果一样，不同的方但计算结果一样，不同的方n 程不同的常数。程不同的常数。n

8、列出数据表：列出数据表： n t Pt PA A P PB B x xA A y yA A n n n n注注: :(1)(1)温度取值范围、轻、重组温度取值范围、轻、重组n 分沸点之间。分沸点之间。n (2)(2)查手册时同时查出必要的查手册时同时查出必要的n 基础数据。如两组分的沸点基础数据。如两组分的沸点n 粘度、密度、表面张力等。粘度、密度、表面张力等。n (3)(3)算出算出n 可用几何平均匀可用几何平均匀 n 也可用算术平均也可用算术平均n2 2、物料衡算：、物料衡算：n 根据任务书的要求和精馏一章根据任务书的要求和精馏一章n 的知识计算的知识计算 F F、D D、W W、X XF

9、 F、X XD D、n X XW W、n 结果列表结果列表n3 3、 回流比的确定：回流比的确定：n（1 1）RminRmin：作图或用公式：作图或用公式n（2 2）R R：利用芬斯克方程和吉：利用芬斯克方程和吉n 利兰图算出利兰图算出 NminNmin、N Nn 作图作图 NR NR 、找出适、找出适n 宜的宜的RRminRRmin（倍数）（倍数）n 参看教材参看教材P74P74（华化）（华化）n算法：算出算法：算出NminNmin（芬斯克方程）（芬斯克方程）n 取一个取一个RminRmin的倍数，如的倍数，如n R=1.2RminR=1.2Rmin，算出，算出 n 从吉利兰图查得：从吉利兰

10、图查得：n 求出求出N(N(包括塔釜）包括塔釜）n 取多个取多个R R，求出相应的，求出相应的N Nn 作出作出NRNR图图n( (也可用教材也可用教材P74P74拟合公式看条件拟合公式看条件) )n然后根据设备费，操作费之和最然后根据设备费，操作费之和最n低综合考虑，确定低综合考虑，确定R R值（一般值（一般R R取取n1.22Rmin1.22Rmin，曲线不太陡的位置），曲线不太陡的位置）n N 费用费用 操作费操作费n 设备费设备费n R R n优化设计问题，要知道一些必要参数n4 4、理论板数、理论板数N NT T及加料位置确定及加料位置确定n （用作图法和逐板计算）图（用作图法和逐板

11、计算）图n5 5、实际板数、实际板数N NP P及实际加料位置及实际加料位置n 的确定的确定 n （N NT T分别代精馏段和全塔）分别代精馏段和全塔）n E ET T=0.49( =0.49( ）-0.245 -0.245 n （华理（华理P P118118图图10-2010-20）n式中式中 为全塔平均温度下数值为全塔平均温度下数值n 已求出已求出, , 由由t tx(y)x(y)n图可查图可查t tD D、t tW W（其中（其中t tD D查露点线查露点线, ,n因为因为x xD D= y= y1 1 ,t ,tW W查泡点线）查泡点线）n （查教材上册（查教材上册P P277277）

12、n（公式中的（公式中的XiXi为加料组成）为加料组成）n求出求出 ，N NP P可算，以上结果可算，以上结果n可列表可列表 n6 6、塔内温度、压力及物性参数、塔内温度、压力及物性参数n 的确定的确定n 为简化计算，将塔内各点的为简化计算，将塔内各点的n压力均视为常压，则压力均视为常压，则t tx(y)x(y)图图n对全塔都好用。由于该塔目的产对全塔都好用。由于该塔目的产n品在塔底出，所以取提馏段平均品在塔底出，所以取提馏段平均n温度下的数据做设计依据。算出温度下的数据做设计依据。算出n提馏段平均温度下的：提馏段平均温度下的：n7 7、计算塔径：、计算塔径：D D n（设计书有例子（设计书有例

13、子, ,天大为浮阀塔天大为浮阀塔n 也可参考天大也可参考天大P P163163）n 关键是关键是u -u -空塔气速空塔气速n（参考化工原理课程设计（参考化工原理课程设计P106P106）n u=u=（0.60.80.60.8）u umaxmax或或u uf fn - -液泛气速液泛气速n查教材（天大）下，查教材（天大）下，P P165165得得C C2020n（华理（华理P P129129下册图下册图10-42 10-42 ，n用用 数据查）数据查）n（H HT T值在值在P P129129）nC C2020：物系表面张力为：物系表面张力为20mN/m20mN/m的负的负n 荷系数。荷系数。

14、n：操作物系的液体表面张力：操作物系的液体表面张力n 算出的算出的D D要圆整，再返算实要圆整，再返算实n际空塔气速。际空塔气速。 n8 8、计算塔高、计算塔高Z Zn Z=H+2 Z=H+2封头高（封头高（0.3+0.040.3+0.04）m m n H=H H=HD D+(N+(NP P-1-N-1-NF F-S)H-S)HT T+N+NF FH HF F+SH+SHT T +H +HB B n H HD D-塔顶空间，取塔顶空间，取1.01.5m1.01.5mn H HT T-板间距（参看教材板间距（参看教材P P129129，n 不同塔径，取不同值）不同塔径，取不同值）n H HT T

15、-开人孔的板间距，开人孔的板间距，n 取取0.6m (0.6m (参考化原课设参考化原课设n P115P115) ) （人孔直径（人孔直径450550450550） nH HF F-进料板间距，取进料板间距，取H HF FH HT T nH HB B-塔底空间，可按储液量和塔底空间，可按储液量和D Dn 计，保证计，保证1015min1015min储液量储液量n 0.785D0.785D2 2 H HB B=L=LS S10106060n H HB B=H=HB B+0.5m (+0.5m (发挥空间）发挥空间）n （一般取（一般取0.20.5m)0.20.5m)n S- S-人孔数人孔数n

16、N NF F-进料板数进料板数n9 9、塔板设计、塔板设计n D D、Z Z算好之后，只是有了外算好之后，只是有了外壳，还要为气液接触安排一个舒壳，还要为气液接触安排一个舒适的场所，即使二者密切接触，适的场所，即使二者密切接触，进行传质，传热进行传质，传热-塔板布置，塔板布置，在塔板上液相走降液管往下，气在塔板上液相走降液管往下，气相走阀孔往上。相走阀孔往上。n（1 1）溢流装置）溢流装置= =降液管降液管+ +溢流堰溢流堰n -流体通道流体通道na a）降液管：有圆形和弓形）降液管：有圆形和弓形n 一般用弓形一般用弓形n（小塔除外，我们实验室为圆形）（小塔除外，我们实验室为圆形）n弓形降液管

17、的关键尺寸为：弓形降液管的关键尺寸为：n堰长：堰长：L LW W= =（0.6-0.80.6-0.8）D D 附图附图 n （也可选标准尺寸）（也可选标准尺寸）n 高度高度n 降液管宽：降液管宽：WdWdn降液管面积：降液管面积：AfAfn可根据可根据L LW W和和D D定出定出n参看教材：天大参看教材：天大P P170170 ，n 化原课设化原课设P P106-107106-107n（其中（其中A AT T为塔截面，即塔板面积）为塔截面，即塔板面积）nb b）溢流堰：（一般选平直堰，）溢流堰：（一般选平直堰，n L LOWOW0.6mm0.6mm，选齿形堰），选齿形堰）n包括：出口堰和入口

18、堰包括：出口堰和入口堰n （入口堰不设，或采用受液盘）（入口堰不设，或采用受液盘）n出口堰：（降液管上端高出塔板出口堰：（降液管上端高出塔板n 的高度）的高度）n 堰高堰高h hW W和底隙高度和底隙高度h hO O之间有个关之间有个关系。系。n ho =h=hw w0.0060.006n(h(ho o一般取一般取2525 40mm,hwH40mm,hwHT T15%15%n常压塔常压塔2020 50mm,50mm,华理华理P P131131表表10-3)10-3)n即即: :为保持液封，为保持液封，hoho必须小于必须小于hwhw至少至少6mm6mm（不小于（不小于2020 25mm25mm

19、以免堵）以免堵）n具体算法见：化原课设具体算法见：化原课设P P107107n ，u uo o=0.070.25 m/s =0.070.25 m/s n( (液体通过降液管底隙时的流速）液体通过降液管底隙时的流速）n堰上液层高度：堰上液层高度：n （E E可取可取1 1，how6mm how6mm ） n 板上液层高度：板上液层高度：n h hL L=h=hw w+h+howow（一般为（一般为0.050.05 0.1m0.1m）n（1 1）塔板布置）塔板布置-气体通道气体通道n 对对D900mmD900mm的塔，可采用分的塔，可采用分n 块式塔板。块式塔板。n分块原则：（分块原则：（1 1）

20、每块都可从人）每块都可从人n 孔送入塔内孔送入塔内n （2 2）几块之和等于）几块之和等于D Dn塔板面积可分为四个区：塔板面积可分为四个区：na)a)鼓泡区：鼓泡区：AaAa，见，见P P127127n（虚线以内，又称有效区）（虚线以内，又称有效区）nb)b)溢流区溢流区: A: Af f ，P P127127n（降液管所占面积，液体通道）（降液管所占面积，液体通道）nc)c)破沫区：破沫区：W WS S ,P ,P127127 n（两条线之间，又称安定区（两条线之间，又称安定区) ) n D1.5m,W D1.5m,WS S取取6060 75mm75mmnd)d)边缘区：边缘区：W WC

21、C ， P P127127n （靠塔壁的两条，又称无效区）（靠塔壁的两条，又称无效区）n 小塔取小塔取3030 5050，大塔取，大塔取5050 75mm75mmne)e)阀孔数：阀孔数：n n ， n （涉及塔板类型）（涉及塔板类型）n本设计：本设计：n n dodo取取0.039m0.039m（F F1 1重阀）重阀）n F FO O：阀孔动能因子，重要参数：阀孔动能因子，重要参数n 当当F=9F=9 1212时，阀孔刚好全开，时，阀孔刚好全开，n 操作情况最好操作情况最好n ( (在此范围自选在此范围自选F FO O，算，算u uo o）nf)f)阀孔排列：阀孔排列：n ( (正正, ,

22、等腰等腰, ,顺排顺排, ,叉排叉排) )n 分块塔板多采用等腰三角形，分块塔板多采用等腰三角形，n叉排，具体排法见叉排，具体排法见P P128128，画出塔，画出塔n板布置图。求出实际孔数，返板布置图。求出实际孔数，返n算算u uo oFFo o，看，看F Fo o是否还在是否还在9 9 1212之之n间，若在排列通过。间，若在排列通过。ng)g)开孔率：开孔率：n n（A Ao o为阀孔总面积，为阀孔总面积，A AT T为塔截面）为塔截面）n应在应在1010 14%14%之间，结果列表之间，结果列表堰长堰长 lW ：影响液层高度。堰高堰高hW：直接影响塔板上液层厚度过小，过小，相际传质面积

23、过小； 过大过大，塔板阻力大，效率低。 常、加压塔：40 80 mm ； 减压塔：25 mm 左右。 TdWAAfDlDbfDldW75. 06 . 0 DlW7 . 05 . 0 DlW说明：通常应使溢流强度说明：通常应使溢流强度qVLh/lW不大于不大于100130m3/（m h）。）。 或： 双流型:单流型：3/231084.2WVLowlqEhh(4)塔板及其布置塔板及其布置 受液区和降液区 一般两区面积相等。 入口安定区和出口安定区 其中， E：液流收缩系数，：液流收缩系数，一般可近似取 E =1。mmhOW6mmbbss10050mmbc50堰上方液头高度堰上方液头高度hOW：要求

24、：要求： 边缘区：bcbdbslWrx)sin(21222rxrxrxAa)sin( 2)sin( 211221211222rxrxrxrxrxrxAa（5）筛孔的尺寸和排列）筛孔的尺寸和排列 筛孔筛孔： 有效传质区内，常按正三角形排列。筛板开孔率筛板开孔率： 单流型弓形降液管塔板单流型弓形降液管塔板： 有效传质区： 双流型弓形降液管塔板双流型弓形降液管塔板：20220907. 060sin21421tdtdAAoaobcbdbslWrxd0t00AquSVV20200785. 04dAdAna筛孔直径筛孔直径d0:3 8 mm (一般)。 12 25 mm (大筛孔)孔中心距孔中心距t:(2

25、.55) d0 取整。 开孔率开孔率: : 通常为 0.08 0.12。 板厚：板厚：碳钢（3 4mm）、不锈钢。 筛孔气速：筛孔气速：筛孔数：筛孔数：d0tn三、流体力学验算三、流体力学验算：P P109109（课设）（课设）n1 1、气体通过塔板的压降、气体通过塔板的压降：PaPan （必须小于某一数值）（必须小于某一数值）n P PP P = =P PC C + +P PL L + +P P n折合成：折合成：h hP P=h=hC C +h +hl l n P PC C：干板压降：干板压降 P =hP =hL Lg gn P PL L：液层压降：液层压降n P P：液体表面张力压降：液

26、体表面张力压降n（一般很小可忽略）（一般很小可忽略）nP PP P 0.67 KPa 0.67 KPa 合格合格n（国内常压，加压浮阀塔单板（国内常压，加压浮阀塔单板n压降为压降为267267 667Pa667Pa，约为，约为2 2 5mmHg,5mmHg,n减压塔减压塔1 1 3mmHg3mmHg）n hc hc 算法在天大算法在天大P174P174有介绍有介绍n2 2、液泛、液泛：（淹塔）：（淹塔）n 因为降液管内要有一定的液因为降液管内要有一定的液n位高度位高度H Hd d，用以克服气体通过塔，用以克服气体通过塔n板时产生的相邻两板间的压强降板时产生的相邻两板间的压强降nh hP P，板

27、上液层高度，板上液层高度h hL L，和液体流，和液体流n过降液管的阻力过降液管的阻力h hd d，而稳定地流，而稳定地流n入下层塔板。入下层塔板。n所以：所以： H Hd d=h=hP P+h+hL L+h+hd d n( (不设入口堰，不设入口堰，h hd d很小可忽略很小可忽略) )n在液体下流过程中夹带泡沫，在液体下流过程中夹带泡沫，n泡沫与液体在降液管中的总高度泡沫与液体在降液管中的总高度n不能超过上层塔板的出口堰。不能超过上层塔板的出口堰。n即：即：H Hd d（H HT T+h+hw w）n 取取0.4 0.4 0.60.6n满足此条件，则不液泛满足此条件，则不液泛, ,课设课设

28、P P109109n3 3、物沫夹带、物沫夹带：n 过量雾沫夹带将导致塔板效过量雾沫夹带将导致塔板效n率下降，综合考虑生产能力和板率下降，综合考虑生产能力和板n效率的关系，应控制雾沫夹带效率的关系，应控制雾沫夹带n e ev v0.1 Kg0.1 Kg液液/Kg/Kg汽汽n一般用泛点率来估算，对大塔，一般用泛点率来估算，对大塔，n泛点率泛点率80%, e80%, ev v 0.1 5F5 6 6 合格（前面已算）合格（前面已算）n四、负荷性能图四、负荷性能图 课设课设P P111111 n( (精精, ,提两段分别做提两段分别做, ,重点提馏段）重点提馏段）n此图可检验塔设计是否合理，此图可检

29、验塔设计是否合理，n了解塔的操作状态，指导改进塔了解塔的操作状态，指导改进塔n操作性能。操作性能。n 此图以此图以V VS S为纵座标，为纵座标，L LS S为横为横n座标，由座标，由5 5条特殊的线围成，操条特殊的线围成，操作线经过其中作线经过其中, ,由状态点在图中由状态点在图中n的位置分析问题。的位置分析问题。 n操作线：过原点和操作点操作线：过原点和操作点n （L LS S，V VS S）的直线。）的直线。n5 5条线分别为：条线分别为：n1 1、雾沫夹带线、雾沫夹带线：n按公式：按公式：n式中：式中：nZ ZL L=D-2W=D-2Wd d（板上液体流经长度）（板上液体流经长度）nA

30、 Ab b=A=AT T-2A-2Af f（板上液流面积）（板上液流面积）nK-K-物性系数物性系数P P176176 n 本体系可取本体系可取1.0 1.0 表表3-43-4 C CF F-泛点负荷系数泛点负荷系数P P176176查图查图3-163-16 C CF F= 0.112= 0.112n 代入已知数据整理得代入已知数据整理得: :n V VS S L LS S关系（直线方程）关系（直线方程）n任取两点作直线，得雾沫夹带线。任取两点作直线，得雾沫夹带线。n2 2、液泛线、液泛线: : 因为当因为当H Hd d=(H=(HT T+h+hw w) )时发生液泛时发生液泛n（其中（其中H

31、 Hd d和和h hw w代计算式）代计算式）n 所以，由此式导出：所以，由此式导出：V VS S L LS S关系关系n 为液泛线（曲线）为液泛线（曲线）n取多组数据可画出此曲线，为液取多组数据可画出此曲线，为液n泛线。具体算法见课设泛线。具体算法见课设P P111-112111-112n3 3、液相负荷上限线、液相负荷上限线：n 液体的最大流量应保证液体液体的最大流量应保证液体n在降液管中停留时间不低于在降液管中停留时间不低于3 3 5s5s（太快或流量太大，对单位液体（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，来说，在降液管中停留时间太短，泡沫去不掉）泡沫去不掉）n根据公式

32、：根据公式： n计算计算nL Lmaxmax与与V VS S无关，是一条垂直直线。无关，是一条垂直直线。n4 4、漏液线、漏液线：（气相负荷下限线，：（气相负荷下限线，n再小就托不住液体）再小就托不住液体）n以以F F0 0=5=5为下限。则为下限。则n因为因为: : n所以所以: : V VS S=5=50.7850.7850.0390.0392 2n/n/1/21/2n与与L LS S无关，水平线。无关，水平线。n5 5液相负荷下限线液相负荷下限线：n取取h howow=0.006m=0.006mn作为液相负荷下限条件作为液相负荷下限条件n因为：因为： 取取E=1E=1n所以：所以： n

33、n与与 V VS S无关。垂直线无关。垂直线n将将5 5条线及操作线做在同一图中，条线及操作线做在同一图中，n得负荷性能图、得负荷性能图、n讨论设计的合理性，给出操作弹讨论设计的合理性，给出操作弹n性：操作弹性性：操作弹性= =n( (操作线与负荷性能图的两个交点操作线与负荷性能图的两个交点) )n注：气相负荷上限，可能由雾沫注：气相负荷上限，可能由雾沫n 夹带控制，也可能由液泛控制夹带控制，也可能由液泛控制 为一定任务设计的塔板，在一定气、液相负荷范围内才能为一定任务设计的塔板，在一定气、液相负荷范围内才能实现良好的气、液流动与接触状态，有高的板效率。实现良好的气、液流动与接触状态，有高的板

34、效率。 当气、液相负荷超出此范围，不仅塔板的分离效率大大降当气、液相负荷超出此范围，不仅塔板的分离效率大大降低，甚至塔的稳定操作也将难以维持。低，甚至塔的稳定操作也将难以维持。 有必要对已设计的塔确定出其气、液相操作范围。有必要对已设计的塔确定出其气、液相操作范围。1. 1. 漏液线漏液线( (气相负荷下限线气相负荷下限线) )2. 2. 过量液沫夹带线过量液沫夹带线( (气相负气相负荷上限线荷上限线) ) 3. 3. 液相负荷下限线液相负荷下限线 4. 4. 液相负荷上限线液相负荷上限线 5. 5. 液泛线液泛线 012345正常操作范围Ls (m3/h)Vs (m3/h)过量液沫夹带线（气

35、相负荷上限线）过量液沫夹带线（气相负荷上限线） 规定：ev= 0.1（ kg 液体 / kg气体） 为限制条件。3232 . 313)(101 . 75 . 21081. 8WVLWTVVlqhHAqhh 液相下限线液相下限线006. 01084. 23/23WVLowlqEhh整理出：规定WVLhlq07. 3 严重漏液线（气相下限线）严重漏液线（气相下限线）hhhhOWW13.00056.00代入相关公式，如hOW、u0，整理出。 液相上限线液相上限线保证液体在降液管中有一定的停留时间。sLHAsTd5dThAHV720 降液管液泛线降液管液泛线WTdhHHLvcugh2000)(21WT

36、bWhWhhLVhHhlLlLndV)5 . 1(1018. 11026. 41041. 3283232208min,max,hhVVVVqqmin,max,hhVLVLqq塔板的操作弹性：塔板的操作弹性：或n最后给出精馏塔单线图，按比例最后给出精馏塔单线图，按比例画画n 五配管和附属设备五配管和附属设备n1 1配管配管n（1 1）塔顶蒸汽管）塔顶蒸汽管 d dP P n常压操作：常压操作：u uv v=12=12 20m/s20m/sn所以所以 n（2 2）回流管：）回流管：d dR R n强制回流时：强制回流时：u uR R=1.5=1.5 2.5m/s2.5m/sn所以所以 n（3 3）

37、进料管：）进料管：d df f n泵输进料泵输进料u uf f=1.5=1.5 2.5m/s 2.5m/s n所以所以n（4 4）塔釜出料管：）塔釜出料管：d dLsLs 塔釜出料进再沸器塔釜出料进再沸器u uLSLS=1.5=1.5 2.5m/s 2.5m/s n所以所以n（5 5）再沸器返塔蒸汽管：）再沸器返塔蒸汽管：d dvsvsn取取u uv v=u=uv vn所以所以n以上计算的管径，均应园整到相以上计算的管径，均应园整到相n应规格的管径（查上册取管）应规格的管径（查上册取管）n2 2附属设备附属设备n（1 1）冷凝器：）冷凝器：n算出：算出：Q QC C=rv=rvs s=r=r（

38、R+1R+1）D D n （r r按顶温纯苯算）按顶温纯苯算）n W WC C = Q= QC C / C / CP Pt tc cn （所用冷却水量）（所用冷却水量）n A AC C= = Q QC C / K / KC C t tmcmc（K KC C由上册由上册P P231231查得按查得按A AC C查换热器）查换热器）n（2 2）再沸器）再沸器n算出：算出：Q Qh h=r=r（R+1R+1）D=rVD=rV n （按釜温纯氯苯算）（按釜温纯氯苯算）n G=QG=Qh h/r/rn （所用蒸汽量，蒸汽气化热）（所用蒸汽量，蒸汽气化热）n A Ah h= = Q Qh h/K/Kh h

39、t tmhmh n（K Kh h查查P P231231表表6-86-8，按，按A Ah h查再沸器查再沸器) )n t tmhmh=t=t水蒸气水蒸气- t- t料蒸汽料蒸汽n（3 3）进料泵：按流量、阻力算）进料泵：按流量、阻力算扬程，选泵（估管长、弯头等）扬程，选泵（估管长、弯头等） n 结果列表结果列表n最后得：最后得：6 6个表个表 9 9张图张图n换热器的设计和选用换热器的设计和选用n（前面的两个中任选一个）（前面的两个中任选一个）n换热器的设计，是通过传热换热器的设计，是通过传热n计算确定经济合理的传热面积计算确定经济合理的传热面积n及换热器的其它尺寸，以完成及换热器的其它尺寸，以

40、完成n生产中要求的传热任务。生产中要求的传热任务。n 换热器的选用，是根据任换热器的选用，是根据任n务要求计算出所需传热面积，务要求计算出所需传热面积，n选择合适的标准换热器。由于换选择合适的标准换热器。由于换热器的生产厂家很多，且已标准热器的生产厂家很多，且已标准化，故多选用标准换热器，且列化，故多选用标准换热器，且列管式换热器较多用。管式换热器较多用。n列管式换热器的选用计算步骤列管式换热器的选用计算步骤：n一、估算传热面积，一、估算传热面积，参见课设参见课设P47P47n 初选换热器型号初选换热器型号n （P P311311例题例题 华理上册旧版）华理上册旧版）n1 1确定流体在换热器中

41、两端的确定流体在换热器中两端的n 温度，计算定性温度。温度，计算定性温度。n 查定或计算流体物性：查定或计算流体物性：n如：塔顶冷凝器，冷却介质为循如：塔顶冷凝器，冷却介质为循n 环水，进口温度环水，进口温度t t1 1=35=35C Cn 出口温度自定，一般经验出口温度自定，一般经验n 冷却水温差取冷却水温差取5 5 1010C Cn所以可取所以可取t t2 2=45=45C Cn则定性温度为：则定性温度为：nt=t=（35+4535+45）/2=40/2=40C Cn可按可按4040C C 查水的物性。查水的物性。n热流体为塔顶蒸汽，如泡点回热流体为塔顶蒸汽，如泡点回n流，则在换热器中热流

42、体为蒸流，则在换热器中热流体为蒸n汽冷凝，冷凝温度取塔顶蒸汽汽冷凝，冷凝温度取塔顶蒸汽n温度。温度。n2 2、根据传热任务计算传热量、根据传热任务计算传热量n如：塔顶冷凝器：如：塔顶冷凝器：Q=Vr KJ/hQ=Vr KJ/hn3 3、计算冷却水或加热介质用量、计算冷却水或加热介质用量n如：塔顶冷凝器：如：塔顶冷凝器：n W=Vr/CW=Vr/CP Pt Kg/ht Kg/hn4 4、计算传热温差：、计算传热温差：n t tm m= = t tm m逆逆 n 不应小于不应小于0.80.8，如小于则调整，如小于则调整n 加热或冷却介质终温。加热或冷却介质终温。n5 5、依据总传热系数的经验范、依

43、据总传热系数的经验范n 围，选取总传热系数围，选取总传热系数n如教材上册：如教材上册：P P231231表表6-86-8n （天大（天大P P229229表表4-44-4）n塔顶冷凝器可选塔顶冷凝器可选K=500 W/mK=500 W/m2 2K K n6 6、依据传热基本方程、依据传热基本方程n 估算传热面积估算传热面积n 并按系列标准选择设备并按系列标准选择设备n 如教材上册如教材上册n P P298-303298-303（P303P303有说明）有说明） n如：如：BES500-1.6-57-6/25-2BES500-1.6-57-6/25-2n（参见旧版华理教材（参见旧版华理教材P311P311）n7 7、列出所