【异丙苯法制备苯酚丙酮的换热器选型计算3000字】

异丙苯法制备苯酚丙酮的换热器选型计算目录TOC\o"1-3"\h\u12219异丙苯法制备苯酚丙酮的换热器选型计算 174051换热器选型计算 158631.1换热器类型 16291.2换热器选型要求 163471.3换热器计算 2231601.3.1流股条件 262261.3.2计算传热面积 2254251.4换热管选取 333631.1.1换热管规格及流速选定 3260991.1.2管程流通截面积 3134721.1.3单程管数 3269931.1.4管程数 491871.1.5换热管排列方式 4305981.5换热器壳体内径计算 427231.6换热器进口管径选取 488141.7总传热系数校核 5138512泵和管道的计算 6160272.1泵的分类 672852.2泵的选型要求 659002.3泵的计算 61换热器选型计算1.1换热器类型换热器类型多，根据传热方式的不同，主要有三种类型：壁间型、蓄热型以及混合型。其中，间壁型换热器又有板式、夹套式和管式之分。壳管式换热器的可靠性很高，适应性相比其他类型的换热器广，已经在工业领域得到广分应用。虽然近几年换热器的种类日新月异，技术也有较大的突破，但是管壳式换热器仍然处于主导地位。1.2换热器选型要求在换热器的实际选型上，需要综合考虑各种因素，如：物料的压力、温度等因素，还有允许的物料压力下降范围、设备的清洗便捷性、制造成本和使用寿命等。不同的工艺条件和操作条件，根据实际的机械设计需求，因地制宜，选择最适合的换热器类型，就能有效降低能耗。对于专业的工程技术从业人员，换热器类型的合理选择应当得到足够的重视，综合考虑经济因素和成本因素，再三分析，得出实际条件下的最佳、最合理的设计方案。实际选型过程，要符合一下几个要求：（1）在工艺和操作上首先要保证的是设计出来的换热器和工艺要求上一致，质量必须达标，并且操作稳定。还需配备阀门和计量相关的仪表，并能对实时变化的流体的流量、压力、温度等参数做出反应，以控制换热器处于稳定状态。其次，当换热器发生故障时，还需及时检修。（2）在经济上达到设计要求后，还需考虑一定的经济因素。比如结构件安装简单，材料获取途径丰富、成本低廉实惠等。同时，尽量做到节能环保，充分利用已有的资源，比如利用废热等。（3）在安全上考虑极端的生产状况，若生产流程或操作不当引起的爆炸、毒害气体时，要及时采取安全措施。例如在设备的材料强度验算上，除了规定一定的安全系数外，还需考虑因故障导致的压力极端变化造成的超高压或者真空，因此，还需加装安全阀来应对这种情况。1.3换热器计算1.3.1流股条件根据Aspen数据，选择换热器E101演算计算过程，它的进料温度为61.50℃，出料温度为180.000℃。热负荷为1686.42kW。热公用工程采用热介质为1.7MPa蒸汽，温度为180.00℃。1.3.2计算传热面积假设总传热系数为600.00W/(m2℃)。热公用工程的热量利用完后变为饱和液相。逆流换热，热工程走管程，冷流股走壳程，计算平均换热温差∆换热器的热负荷为1686.42kW，计算换热面积S=QK计算热公用工程的用量：查得饱和水蒸气在温度180.00℃下的焓值，液体为763.200kJ/kg，气体为2012.00kJ/kg，则热蒸汽的用量为：G=1.4换热管选取1.1.1换热管规格及流速选定换热管按照实际环境的流体腐蚀性、毒性、工作压力、流体对材料的脆化作用、温度等因素，选取相应的材料以能承受相应的工况。通常选取的材料有石墨、铜、合金钢以及碳钢等。管壁相同时，管径较小的换热管能承受较大的工作压力；同时，当壳径一定时，换热管径小能排列更多的换热管，因此，具有更大的单位体积的传热面积，那么，单位传热面积所消耗的金属也更少。总而言之，在外部条件允许的情况下，应优先选用直径较小的换热管。表22换热管的规格及排列方式换热管外径×壁厚排列形式mm管心距mm碳素钢，低合金钢mm不锈耐酸钢mm25×2.525×2正三角形3219×219×225在此，选用Ø19×2的碳钢管，采用无缝焊接工艺。管程内的流体流速选用ω2=7.000m/s。1.1.2管程流通截面积由以上计算结果可以算出管程所需流通截面:At=GA式中：At——表示管程流通面积；G——表示蒸汽量；ρ汽——表示蒸汽的密度；ω2——表示管程内水流速。1.1.3单程管数根据传热管的内径和管程所需流通截面积，求单程管数：n=4An=式中：At——表示管程所需流通面积；di——表示传热管的内径。1.1.4管程数按单程管计算，所需换热管长度：L=Sπ现取管束长度为：l=2.000m。换热管程数为：2.826则传热管总根数为nt则换热器的传热面积为：Sq=π1.1.5换热管排列方式本次设计的换热器的管程数为2选取管中心距S=25㎜，分程隔板槽两侧相邻管中心距lE=38㎜。1.5换热器壳体内径计算壳体内径可以用下述公式粗估：当管子按正三角形排列时，可以按上述公式计算：Ds=1.05sD式中：Ds——表示壳体内径；nt——表示传热管根数；s——表示管中心距；η——管板利用效率，一般取0.6-0.8，本设计取0.8。计算得到的内径应圆整到标准尺寸，按照钢制压力容器标准可确定：壳体内径=700mm。1.6换热器进口管径选取确定连接管直径的基本公式仍可用连续性方程，经简化可以用以下公式：d2=1.13d将结果圆整到最接近的标准管径，取Ø262mm×6。1.7总传热系数校核根据实际换热面积，求传热系数。则选定K值为K计=K选K满足设计的1.05~1.25的范围要求。经上计算，得到的换热器如下表：表23换热器参数表换热面积/m237.944管长L/m2管程数5管子直径Φ19mm×2mm壳径/mm700管数N212流通面积A/m20.060管子排列方式正三角形排列

2泵和管道的计算2.1泵的分类泵是国民经济中应用最广泛最普遍的通用机械，除了水利电力农业和矿山等大量采用外，在化工领域生产用量也较多。泵按照工作原理主要分为三大类，叶片式泵，容积式泵，喷射式泵。按驱动方法可分为电动泵，汽轮机泵，柴油机泵和水轮泵等。按输送液体的性质可分为水泵，油泵和泥浆泵等。2.2泵的选型要求从以下几点选择泵的型号：（1）选择的泵的流量、扬程等参数必须能应对实际场所。（2）对于一些特殊的物质，需要采用特殊的泵，例如有毒物质、易燃易爆物质等，要求采用的泵是要由可靠的轴封的，或是采用屏蔽泵、隔膜泵等无泄漏的泵。对于腐蚀性介质，泵体的材料需具有耐腐蚀的性能。对于含有固体的介质，泵的材料一定要具有耐磨性。（3）当作业现场存在腐蚀性气体时，必须采取一系列防腐措施保护泵不被腐蚀；当室外环境比较恶劣，影响到泵的正常运转，比如气温低于零下21℃时，需要考虑泵的低温冷脆现象，必须用耐低温材料；当工作场所有爆炸危险时，通过预测的爆炸等级，必须使用具有防爆性能的电动机。2.3泵的计算根据Aspen数据，选择出料泵T202演算计算过程。扬程计算公式：式中：（式6-1）H—扬程，m；—两截面位头差，m；Δpρghf3—直管阻力hf3—管件、阀门局部阻力hf3QUOTE—密度，kg/m3。泵位于地面，把流体输送初始位置到目标位置的高度设为13.000m，根据Aspen模拟参数的结果，如下表所示。进料管的流速取为1.200m/s。表24泵的流体参数流量/m3/h密度/kg/m3粘度/Pa·s流速/m/s0.220711.1850.0001781.200则进口管的管径为：d=4V根据计算的管道直径，圆整至标准的管径取DN=10，相应的管道壁厚为DE=1.5mm，钢管型号为无缝钢管。管道流速验算u=经验算得知流速合格。雷诺数计算：Re=根据流体性质，取绝对粗糙度为QUOTEε为0.15，则相对粗糙度为εd根据雷诺数、相对粗糙度查Moody图，得到摩擦系数为0.046直管长度:15m直管阻力计算：（式6-5）式中：λ—摩擦系数；l—直