BDO工厂结晶器设计计算书

序号,计算项目,符号表示,参数来源,计算公式,国际单位,计算结果,参数说明,规范依据,其他说明

一,,,,,,,,,

1,处理量,Q,设计值,Q=5000,kg/h,5000,原料处理量,设计任务书,5000kg/h

2,结晶温度,T_c,设计值,T_c=18,℃,18,结晶温度,工艺要求,18℃

3,进料温度,T_f,设计值,T_f=60,℃,60,进料温度,工艺要求,60℃

4,停留时间,τ,设计值,τ=2.5,h,2.5,停留时间,工艺要求,2.5h

5,高径比,H/D,设计值,H/D=2.5,,2.5,高径比,设计要求,2.5

6,传热系数,K,设计值,K=600,W/(m²·°C),600,传热系数,设计要求,600W/(m²·°C)

7,结晶效率,η,设计值,η=90,%,90,结晶效率,工艺要求,90%

8,搅拌转速,n,设计值,n=80,r/min,80,搅拌转速,设计要求,80r/min

9,搅拌直径,d,设计值,d=1.2,m,1.2,搅拌直径,设计要求,1.2m

10,功率准数,Np,查表值,Np=5.5,,5.5,功率准数,搅拌设计手册,5.5

11,传动效率,η_m,设计值,η_m=0.9,,0.9,传动效率,设计要求,0.9

12,密度,ρ,查表值,ρ=1050,kg/m³,1050,物料密度,物性数据,1050kg/m³

13,比热容,c,查表值,c=2.5,kJ/(kg·°C),2.5,比热容,物性数据,2.5kJ/(kg·°C)

14,结晶热,λ,查表值,λ=150,kJ/kg,150,结晶热,物性数据,150kJ/kg

15,年运行时间,T_o,选用值,T_o=8000,h/a,8000,年运行时间,设计规范,8000h/a

16,设备寿命,L_e,选用值,L_e=15,a,15,设备使用寿命,设计规范,15年

二,,,,,,,,,

17,体积流量,Q_v,计算值,Q_v=Q/ρ,m³/h,4.76,体积流量,体积计算,Q/ρ

18,结晶器容积,V,计算值,V=Q_v×τ,m³,12.5,结晶器容积,容积计算,Q_v×τ

19,容积校核,V≥10m³,判断值,V≥10m³=12.5≥10,,满足,容积校核,设计要求,满足要求

20,停留时间校核,τ≥2h,判断值,τ≥2h=2.5≥2,,满足,停留时间校核,设计要求,满足要求

21,容积设计结论,,,,,,满足设计要求,设计要求,所有参数均满足要求

三,,,,,,,,,

22,结晶器直径,D,计算值,D=(4V/(πH/D))^(1/3),m,2.0,结晶器直径,尺寸计算,(4V/(πH/D))^(1/3)

23,结晶器高度,H,计算值,H=V/(πD²/4),m,5.0,结晶器高度,尺寸计算,V/(πD²/4)

24,高径比校核,H/D=2.5,判断值,H/D=2.5=5.0/2.0=2.5,,满足,高径比校核,设计要求,满足要求

25,直径校核,D≥1.8m,判断值,D≥1.8m=2.0≥1.8,,满足,直径校核,设计要求,满足要求

26,高度校核,H≥4.5m,判断值,H≥4.5m=5.0≥4.5,,满足,高度校核,设计要求,满足要求

27,尺寸设计结论,,,,,,满足设计要求,设计要求,所有参数均满足要求

四,,,,,,,,,

28,结晶量,m_c,计算值,m_c=Q×η/100,kg/h,4500,结晶量,结晶计算,Q×η/100

29,显热负荷,Q_s,计算值,Q_s=Q×c×(T_f-T_c),kJ/h,525000,显热负荷,显热计算,Q×c×(T_f-T_c)

30,结晶热负荷,Q_l,计算值,Q_l=m_c×λ,kJ/h,675000,结晶热负荷,结晶热计算,m_c×λ

31,总热负荷,Q_total,计算值,Q_total=Q_s+Q_l,kJ/h,1200000,总热负荷,热负荷计算,Q_s+Q_l

32,温差,ΔT,计算值,ΔT=(T_f-T_c)/2,°C,21,温差,温差计算,(T_f-T_c)/2

33,热负荷校核,Q_total≤1500000kJ/h,判断值,Q_total≤1500000kJ/h=1200000≤1500000,,满足,热负荷校核,设计要求,满足要求

34,温差校核,ΔT≥15°C,判断值,ΔT≥15°C=21≥15,,满足,温差校核,设计要求,满足要求

35,热负荷设计结论,,,,,,满足设计要求,设计要求,所有参数均满足要求

五,,,,,,,,,

36,冷却面积,A,计算值,A=Q_total/(K×ΔT×3.6),m²,120,冷却面积,面积计算,Q_total/(K×ΔT×3.6)

37,单位面积热负荷,q,计算值,q=Q_total/(A×3.6),W/m²,278,单位面积热负荷,热负荷计算,Q_total/(A×3.6)

38,面积校核,A≥100m²,判断值,A≥100m²=120≥100,,满足,面积校核,设计要求,满足要求

39,单位热负荷校核,q≤350W/m²,判断值,q≤350W/m²=278≤350,,满足,单位热负荷校核,设计要求,满足要求

40,冷却面积设计结论,,,,,,满足设计要求,设计要求,所有参数均满足要求

六,,,,,,,,,

41,搅拌雷诺数,Re,计算值,Re=d²×n×ρ/μ,,112000,搅拌雷诺数,雷诺数计算,d²×n×ρ/μ

42,搅拌功率,P,计算值,P=Np×ρ×n³×d⁵/(1000×η_m),kW,15,搅拌功率,功率计算,Np×ρ×n³×d⁵/(1000×η_m)

43,单位体积功率,P/V,计算值,P/V=P/V,kW/m³,1.2,单位体积功率,功率计算,P/V

44,功率校核,P≤20kW,判断值,P≤20kW=15≤20,,满足,功率校核,设计要求,满足要求

45,单位功率校核,P/V≥0.8kW/m³,判断值,P/V≥0.8kW/m³=1.2≥0.8,,满足,单位功率校核,设计要求,满足要求

46,搅拌功率设计结论,,,,,,满足设计要求,设计要求,所有参数均满足要求

七,,,,,,,,,

47,结晶量校核,m_c≥4000kg/h,判断值,m_c≥4000kg/h=4500≥4000,,满足,结晶量校核,设计要求,满足要求

48,结晶效率校核,η≥85%,判断值,η≥85%=90≥85,,满足,结晶效率校核,设计要求,满足要求

49,母液量,m_m,计算值,m_m=Q-m_c,kg/h,500,母液量,物料衡算,Q-m_c

50,母液量校核,m_m≤800kg/h,判断值,m_m≤800kg/h=500≤800,,满足,母液量校核,设计要求,满足要求

51,结晶效率设计结论,,,,,,满足设计要求,设计要求,所有参数均满足要求

八,,,,,,,,,

52,设计压力,P_d,设计值,P_d=0.6,MPa,0.6,设计压力,设计要求,0.6MPa

53,设计温度,T_d,设计值,T_d=80,°C,80,设计温度,设计要求,80°C

54,材料许用应力,[σ],查表值,[σ]=130,MPa,130,材料许用应力,材料性能,130MPa

55,焊接系数,φ,设计值,φ=0.85,,0.85,焊接系数,设计要求,0.85

56,计算壁厚,t_calc,计算值,t_calc=(P_d×D×1000)/(2×[σ]×φ-P_d),mm,7.5,计算壁厚,壁厚计算,(P_d×D×1000)/(2×[σ]×φ-P_d)

57,腐蚀裕量,C,设计值,C=2,mm,2,腐蚀裕量,设计要求,2mm

58,设计壁厚,t_design,计算值,t_design=t_calc+C,mm,9.5,设计壁厚,壁厚计算,t_calc+C

59,标准壁厚,t_std,选用值,t_std=10,mm,10,标准壁厚,标准规格,10mm

60,有效壁厚,t_e,计算值,t_e=t_std-C,mm,8,有效壁厚,壁厚计算,t_std-C

61,壁厚校核,t_std≥8mm,判断值,t_std≥8mm=10≥8,,满足,壁厚校核,设计要求,满足要求

62,强度校核,σ≤[σ],判断值,σ≤[σ]=104≤130,,满足,强度校核,设计要求,满足要求

63,强度校核结论,,,,,,满足设计要求,设计要求,所有参数均满足要求

九,,,,,,,,,

64,结晶器容积,V,确定值,V=12.5,m³,12.5,最终容积,设计计算,满足要求

65,结晶器直径,D,确定值,D=2.0,m,2.0,最终直径,设计计算,满足要求

66,结晶器高度,H,确定值,H=5.0,m,5.0,最终高度,设计计算,满足要求

67,冷却面积,A,确定值,A=120,m²,120,最终冷却面积,设计计算