1、操作條件殼程管程溫度/ C:151.7 （冷凝溫度T）137.8(沸點(diǎn) tb)壓力（絕）/MPa0.50.12蒸發(fā)量/（kg）10864.61殼程凝液物性（151.7 C）管程流體物性（137.8 C）:液相氣相潛熱rc=2113.2kJ/kgrb=310.3 kJ/kg熱導(dǎo)率入 c =0.684W/(m K)入 b =0.104W/(m K)黏度卩 c =0.186/mPa s卩 b =0.22/mPa s八=0.0085/mPa s密度3p c =917kg/mp b =977.5 kg/m 33p v =3.955 kg/m比熱容Cpb =1.6748 kJ/(kg K)表面張力(T b

2、 =19.6mN/m蒸汽壓曲線斜率( t/ p)s =2.159 x 10-3 K m/kg再沸器的設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)條件以在五個(gè)大氣壓下（0.5Mpa）的飽和水蒸汽作為熱源。設(shè)計(jì)條件 如下：（1）管程壓力、管程壓力（以塔底壓力計(jì)算）：Pw 105.3 0.7 21 120KPa 0.12MPa（2）將釜液視為純氯苯，在釜底壓力下，其沸點(diǎn)：根據(jù)安托因公式：log p A CB t查資料得：A=9.25B=225.69C=1516.04則有：log（0.12 106）1516.04tb 225.69tb=137.8 C（3）再沸器的蒸發(fā)量由于該塔滿足恒摩爾流假設(shè)，則再沸器的蒸發(fā)量：Db VM 282.

3、42 112.6110864.61kg/h(4) 氯苯的汽化潛熱3常壓沸點(diǎn)下的汽化潛熱為 35.3 X 10 KJ/Kmol (即為313.5KJ/kg ).純組分 的汽化潛熱與溫度的關(guān)系可用下式表示：0.38為 Zz ( t c=359.2 C)ri tc ti其中 t2 tb 137.8 C , ti 131.8 C , ri 313.5KJ/kg ,則：0.382359.2 137.80 38313.5310.3KJ/kg359.2 131.8二、工藝結(jié)構(gòu)尺寸的估算(1)、計(jì)算傳熱速率QQ Dbb 10864.61 310.3 1000/36009.3647 105W(2)、計(jì)算傳熱溫差

4、厶t mtn=tb=151.7-137.8=13.9 C(3) 、假定傳熱系數(shù)K依據(jù)殼程及管程中介質(zhì)的種類，按豎直管式查表，從中選取K=800W/ (m.k )(4) 、計(jì)算傳熱面積ApApQK tm59.3647 105800 13.9=84 m2(5)、傳熱管規(guī)格選為25mrX 2mmL=4000mm按正三角形排列， 則傳熱管的根數(shù)為Nt A84268（根）doL 3.14 0.025 4(6)、殼體直徑按343.2節(jié)中介紹的方法求取殼體直徑。由叫3a(a 1) 1 268解得a 9(另外一負(fù)值舍去)則b 2a 119。于是：D t(b 1) 3d。32 (19 1) 3 25 648mm

5、取進(jìn)口管直徑Di250mm，出口管直徑D。600mm三、傳熱系數(shù)校核1.顯熱段傳熱系數(shù)K 假設(shè)傳熱管出口氣化率為Xe 013,釜液蒸發(fā)量為D,則循環(huán)量W為Db10864.61Wt -30(kg/s)xe3600 0.10 顯然段傳熱管內(nèi)傳熱膜系數(shù)設(shè)傳熱管內(nèi)流通截面積為Si ,則傳熱管內(nèi)釜液的質(zhì)量流率 G為S (4)dNT 0.785 0.0212 268 0.928m2RediGb300.09282325.05 kg /(m0.021 325.05310270.22 10PrC pb b1.6748 103 0.22 10 30.104顯熱段傳熱管內(nèi)傳熱膜系數(shù)i為i 0.023Re08Pr 0

6、.4740.75 W/(m 2 ? K)di 殼程冷凝傳熱膜系數(shù)。23。1.87( c g2c )1/3Reo 1/37747.5 W/(m2 ?K) 污垢熱阻沸騰側(cè)：Ri 4.299 10 5m2 ? K/W冷凝側(cè)：RO 1.72 10 5m2 ?K/W管壁：Rw 4.299 10 6m2?K/W 顯熱段的傳熱系數(shù)Kldo_ididiRo0.02554.299 100.025477 0.021376.44W /(m2 ?K)0.021°229 10 ° °.°251.72 100.02311369.72.蒸發(fā)段傳熱系數(shù)Ke(1)管內(nèi)沸騰-對(duì)流傳熱膜系數(shù)

7、a b b tp泡核沸騰的平均修正系數(shù)aaEaa2Gh 3600G3600 325.051.17106 kg/(m2 ? h)(_) 0.5 (_ )0.1bv(3.955)0.5( 0.22(977.5)( 0.0085)0.10.08807當(dāng)-e 0.10 時(shí)' -0.021Xtt-)0'9x(0.13 )0.9(1 0.13)0.088071.572查圖得aE=0。當(dāng)-0.4-e0.04 時(shí)x 0.0084)0.9(0.04 )0.9 衛(wèi)4-0.650.08807查圖得a =0.43。a e a 0 0.430.215泡核沸騰傳熱膜系數(shù)0225尹9（農(nóng)。=1)0.33(

8、Pdi )0.310.2250.1040.0213.5430.695(9.365 100.021).69329 310.3 1 03 0.22 1 03/ 977.5八0.33/1.2 105 0.021、0.311) -2 ).9551.96 102163W/(m2?K)質(zhì)量分?jǐn)?shù)x=0.4 Xe處的對(duì)流傳熱膜系數(shù)tp3.5(尹5 3.5。刖 2.820.0232(1 x)08P0.40.023di2023.3W/(m2?K)tp2.82 0104 31027(10.0210.04)°.83.5430'4管內(nèi)沸騰-對(duì)流傳熱膜系數(shù)v a b b tp 0.23163 12023

9、.3 2058.4W/(m2?K)(2)蒸發(fā)段傳熱系數(shù)KeKevdiRd。Rwd。didmRo匕）1025(2058.4 214.299 105 252164.299 102551.72 1023112)11281 W/(m 2 ?K)7747.53.顯熱段和蒸發(fā)段長(zhǎng)度顯熱段長(zhǎng)度Lbc和傳熱管總長(zhǎng)L之比為L(zhǎng)bcL(t p)stdi Nt Kl tmp C pb bW2.159 10 3Lbc0.4398 4 1.7592(m)Lcd44.平均傳熱系數(shù)Kc32.159 103.14 0.021 1047 376.44 13.90.43981674.8 977.5 301.75922.2408(m

10、)960W/(m 2 ? K)376.44 1.7592 1042 2.240845.面積裕度核算比較K計(jì)算和K假定，若K計(jì)算比K假定高出20%則說明假定值尚可,否則要重新假定K值。Kc KK960 80080020.11%四、循環(huán)流量的校核1.循環(huán)推動(dòng)力PdRl10.033時(shí)，XttXtt20 5(Xtt 21Xtt 1)0.5(1 X)0.9x0.08807(1 0.033)0.033 )0.6363205(0.636321 0.6363 1) .0.90.2790.6363tp v(1 Rl)bRL 3.955(1 0.279) 977.5 0.279 275.9kg/m3當(dāng)x Xe時(shí)，

11、按上述同樣的方法求得 tp 165kg/m3查表并根據(jù)焊接需要選取再沸器上部管板至接管入塔口間的高度l 0.9m計(jì)算循環(huán)推動(dòng)力PdpDg LCD ( b Ptp) l tp9.812.2408(977.5 245.8)0.9 16513397 Pa2.循環(huán)阻力pfPfP1 P2 P3P4P5(1)管程進(jìn)口管阻力P1W20.785Di615.1kg/(m2?s)0.785 0.252ReDiGb0.25 615.10.22 10 36.99 1050.012270.7543 Re 0.380.0168Li(Di 0.0254)20.3426(Di 0.0254 0.1914)(0.25 0.02

12、54)20.3426(0.25 0.0254 0.1914)29.3mP17249Pa加速損失P22b()1V 1 Rl6.85(1Xe)2RlG325.05kg/(m2?s)2 2P G M / b 187.539.14/977.5740Pa(3)傳熱管顯熱段阻力損失P3按直管阻力損失計(jì)算0.01227 0.7543 Re0.38 0.01227 0.7543/31027°.38 0.0271P3LBCG2di122Pa(4)傳熱管蒸發(fā)段阻力損失 p4該段為兩相流，故其流動(dòng)阻力損失計(jì)算應(yīng)按兩相流考慮。計(jì)算方法是分別計(jì)算該段的氣液兩相流動(dòng)的阻力， 然后按一定方法加和， 求得阻力損失。

13、氣相流動(dòng)阻力損失Pv4取該段內(nèi)的平均氣化率X 2Xe 0.067，則氣相質(zhì)量流速G為32GV xG 0.067325.05kg/(m ?s)氣相流動(dòng)的ReV： RevdU 53536V0.012270.75430.380.0243R/4LcD Gvdi 2 V153Pa液相流動(dòng)損失Pl42GLG Gv 303.38kg/(m2 ?s)diGLb0.021 303.380.22 10-328959L 0.01227 0.7543 0.0275RlPL4L Lcd Gl138Padi 2 b兩相壓降P4P4 ( PV414Pl414)4 2333Pa(5)管程出口阻力p5氣相流動(dòng)阻力損失 Pv5出

14、口管中氣相質(zhì)量流率為:XeG0.10300.785 0.6221.67kg/(m2?s)出口管中氣相流動(dòng)的ReV為:ReVDoGv0.6 21.671.52 1060.012270.0085 100.75430.01522(Di /0.0254)0.3426(Di /0.02540.1914)2(0.6/0.0254)0.3426(0.6/0.02540.1914)69.51m222 Pal'V Do液相流動(dòng)阻力Pl5液相流率Gl為：Gl G Gv680.785 0.6231.26 209.2kg/(m2 ?s)液相 c 動(dòng) ReL 為：ReLDoGlb0.6 209.20.2210 355.7 100 7543 L 0.