1、鄰苯二甲酸二丁酯間歇式生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)1.1 反應(yīng)溫度的確定設(shè)定：物料的進(jìn)料溫度為 25C ,反應(yīng)溫度為45C,出口溫度為80c【氯苯硝化工藝條件的 研究】，夾套中水的進(jìn)口溫度為 25C,出口溫度為40 C1.2 反應(yīng)器的選擇氯苯的硝化是一個(gè)強(qiáng)放熱反應(yīng)，而且在以混酸作硝化劑時(shí)，混酸中的硫酸被反應(yīng)生成水 稀釋而放出大量熱量。這樣大的熱量如不及時(shí)移出，勢必會使反應(yīng)溫度迅速上升，不僅會引 起多硝化、氧化等副反應(yīng)，使產(chǎn)品質(zhì)量變壞，同時(shí)還會發(fā)生硝酸分解， 產(chǎn)生大量紅棕色二氧化氮?dú)怏w，污染周圍環(huán)境，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)l(fā)生爆炸事故。因此采取有效的冷卻方式及時(shí)移出反應(yīng)熱是維持一定硝化溫度、保持反應(yīng)正常進(jìn)行的重要條件。此

2、外，本實(shí)驗(yàn)產(chǎn)量小.因此，選用夾套式間歇反應(yīng)釜1.3 攪拌裝置的選擇攪拌器的作用是使釜內(nèi)物料混合均勻。攪拌器的類型很多，分為：推進(jìn)式、槳式、渦輪 式、錨式、框式、螺桿式、螺帶式等，攪拌器選型時(shí)主要考慮：(1)保證從反應(yīng)器壁或浸入式熱交換裝置到反應(yīng)混合物能有高的給熱系數(shù)。(2)具有顯著的攪拌效果，特別是對多相反應(yīng)。(3)攪拌所消耗的能量應(yīng)盡可能小。攪拌器結(jié)構(gòu)的確定按標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)型攪拌裝置考慮。由于本設(shè)計(jì)中的混合液為不互溶的硝化反應(yīng)液，常采用徑向渦輪式攪拌器；當(dāng)攪拌器置于容器中心時(shí)攪拌粘度不高的液體時(shí)，液體易形成旋窩，為了改善攪拌效果，消除打旋，則在器內(nèi)設(shè)擋板.渦輪式攪拌器直徑小，轉(zhuǎn)速高，產(chǎn)生循環(huán)量大反應(yīng)

3、釜的傳動(dòng)裝置的選擇1 、電動(dòng)機(jī)的基本特性及選用通常電動(dòng)機(jī)與減速機(jī)配套供應(yīng)，設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)反應(yīng)器應(yīng)配電機(jī)功率、轉(zhuǎn)速、安裝形式 及防爆要求，選擇電動(dòng)機(jī)及配套的減速機(jī)。減速裝置的選擇目前我國已頒布的標(biāo)準(zhǔn)釜用立式減速機(jī)，有擺線針齒行星減速機(jī)、兩級齒輪減速機(jī)、三角皮帶減速機(jī)和諧波減速機(jī)四種。釜用立式攪拌機(jī)減速機(jī)外形及尺寸可查標(biāo)準(zhǔn)HG5-745-747-78根據(jù)上表選擇兩級齒輪減速機(jī)型號為A-LC100-12- n型1.4換熱裝置的選擇氯苯的硝化是一個(gè)強(qiáng)放熱反應(yīng)，而且在以混酸作硝化劑時(shí)，混酸中的硫酸被反應(yīng)生成 水稀釋而放出大量熱量，氯苯在這樣大的熱量如不及時(shí)移出，勢必會使反應(yīng)溫度迅速上升， 不僅會引起多硝化

4、、 氧化等副反應(yīng)，使產(chǎn)品質(zhì)量變壞，同時(shí)還會發(fā)生硝酸分解，產(chǎn)生大量紅 棕色二氧化氮?dú)怏w，污染周圍環(huán)境，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)l(fā)生爆炸事故。因此采取有效的冷卻方式及時(shí)移出反應(yīng)熱是維持一定硝化溫度、保持反應(yīng)正常進(jìn)行的重要條件因此，就要用夾套式換熱器，且要求傳熱效率高的，因而選用鑄鐵制成的夾套式換熱器.2 .反應(yīng)釜體積的計(jì)算2.1 工藝條件的確定反應(yīng)釜中反應(yīng)液的流動(dòng)屬于全混流硝化反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程，根據(jù)反應(yīng)條件而異。如在濃硫酸中用適量硝酸硝化許多芳香族化合物時(shí)，反應(yīng)為二級，實(shí)3動(dòng)力學(xué)方程式為(2)。r=kC6困HNO3(2)2.2 反應(yīng)釜的設(shè)計(jì)2.3 反應(yīng)釜的設(shè)計(jì)2.3.1 物料衡算31以晝夜生產(chǎn)能力為基準(zhǔn)：按年

5、開工數(shù)為330天計(jì)，查資料可得氯苯轉(zhuǎn)化率為96%采用的氯苯是含量為 98%勺工業(yè)氯苯，轉(zhuǎn)化率為96%反應(yīng)混合產(chǎn)物中各組分的比例如 下：作出物料流程土簡圖，確定計(jì)算范圍。對間歇生產(chǎn)可確定計(jì)算基準(zhǔn)為kg/天，則需計(jì)算每天生產(chǎn)量及原料投料量。其硝化反應(yīng)方程式如下:G1 G2G3 G4 G5每天生產(chǎn)硝基氯苯:3200 1000G3 = = 9696.97 kg330每天投料純氯苯量:112.5 9696.97G1 二二 11100.01kg157.5 0.65 96%原料氯苯量:11100.0111326.54kg98%雜質(zhì):11326.54-11100.01=226.53kg計(jì)算混酸量以及配置混酸的

6、硫酸、硝酸和水量。所需混酸量：11326.54 1.885 = 21350.53kg純 HNO3 量：21350.53x32% = 6832.17kg-口6832.1796% HNO3<= 7116.84kg0.96硝酸中水量：7116.84-6832.17=284.67kg純 H 2so4量：21350.54 X 54%=11529.29kg一11529 2998%HzSO4量：5299 = 11764 .58 kg0.98硫酸中的水量：11754.58-11529.29=235.29kg補(bǔ)加水量：21350.53-7116.84-11764.58=2469.11kg混酸中水量:284

7、.67+235.29+2469.11=2989.07kg硫酸質(zhì)里（kg）質(zhì)H2SO4H2O11529.29235.29982計(jì)11754.58100作物料衡算圖表如下硝酸質(zhì)里（kg）質(zhì)HNO36832.1796H2O284.674混酸配 制釜混酸質(zhì)里（kg）質(zhì)H2SO411529.2954HNO36832.1732H2O2989.0714計(jì)7116.84100H 做過皿：M2469.11由上計(jì)算可得到：G3:G4:G5=0.65:0.3:0.01硝化物產(chǎn)量:其中對硝基氯苯鄰硝基氯苯間硝基氯苯廢酸量計(jì)算:HNO3消耗量:H2。生成量:則廢酸中:HNO3 量:11100.01 157.5112.5

8、=15540.01kg15540.01*0.65=10101.01kg15540.01*0.3=4662.00kg15540.01-10101.01-4662.00=777kg11100.01-63= 6216.01kg112.511100 0118.02 = 1777.97kg112.56832.17 -6216.01=616.16kgH2SO4 量：11529.29kgH 2O 量：2989.07+1777.97=4767.04kg廢酸總量：616.16+11529.29+4767.04=16912.49kg廢酸組成：HNO33.64%H2SO468.17%H2O 28.19%物料名稱含量

9、%折純量(kg)實(shí)際進(jìn)料量質(zhì)量(kg)Kmol一 3體積(m )工業(yè)氯苯98氯苯 11100.0111326.5498.6710.30雜質(zhì)226.53混酸HNO3326832.17108.454.525H2SO45411529.2921350.53117.256.3702989.07165.972.989進(jìn)料H2O 14合計(jì)32677.0732677.0724.184出料物料名稱含量%折純量（kg）實(shí)際進(jìn)料量質(zhì)量（kg）Kmol3體積（m ）硝化物對6510101.0115766.5464.137.781鄰304662.0029.63.590間57774.940.5983雜質(zhì)226.530.2

10、06廢酸HNO33.64616.1616912.499.780.408H2SO411529.29117.656.26668.174767.04264.544.767H2O28.19合計(jì)32679.0332679.0323.61633.反應(yīng)釜體的設(shè)計(jì)3.1 反應(yīng)釜體積的計(jì)算進(jìn)料體積為24.184 m3,出料的體積為 23.6163m3。故計(jì)算反應(yīng)釜時(shí)選體積大的進(jìn)行計(jì)算。3進(jìn)料體積FV=24.184 m /day每天操作六次Vr =24184: 4.03m3取裝料系數(shù) =0.75設(shè)備總?cè)莘eV = Fvt / =VR /=包”=5.37m30.753反應(yīng)釜體積圓整為Va =6mV總進(jìn)24.184a=

11、 = =5.374Vp6 0.755 374 設(shè)備臺數(shù)為m0 = =5374 =0.8966安裝臺數(shù)：m0取一臺設(shè)備后備系數(shù)：6 =1m =(1 0.896)/0.896 =11.6% (10% <6 <20%) m。3.2 反應(yīng)釜體尺寸的設(shè)計(jì) 3Va =6m根據(jù)表 4-2,取 i = H"Di =1.3反應(yīng)直徑D i4*6.01 .805 m二 * 1 . 3圓整至公稱直徑系列Di=2000mm ,標(biāo)準(zhǔn)橢圓型封頭取相同的直徑，、，一 2曲邊圖度 h1=500mm 直邊 h2=40mm A=4.5873 m4°筒體高度：當(dāng)DN=2000mm，從表4 1中查得標(biāo)準(zhǔn)

12、橢圓封頭容積Vh=1.1729m3從表4 1中查得筒體每1m高的容積V1m = 3.142m3/mVa -Vh 6 -1.1729筒體圖估算為： H = = 1.54mVm3.142取 H = 1.6m,于是 旦=154 =0.77D 2實(shí)際容積：V=V 1m*H+V 聿t=3.142*1.6+1.1729=6.20M 3夾套的尺寸確定一一 5夾套直徑-DJ -Di 200 =2000 200 -2200mm裝料系數(shù)=0.750.75 6.20 -1.1729夾套圖 HJ2 = 1.107 m3.142圓整后，夾套高H2 =1200mm封頭的表面積F封=4.5873m221m局內(nèi)表面積F1m

13、=6.28m2夾套總傳熱面積 F=4.5873+6.28 X 1.6=14.64 m4.攪拌裝置的設(shè)計(jì)4.1 攪拌裝置的選擇攪拌器的作用是使釜內(nèi)物料混合均勻。攪拌器的類型很多，分為：推進(jìn)式、槳式、渦輪式、錨式、框式、螺桿式、螺帶式等，攪拌器選型時(shí)，主要考慮：(1)保證從反應(yīng)器壁或浸入式熱交換裝置到反應(yīng)混合物能有高的給熱系數(shù)。(2)具有顯著的攪拌效果，特別是對非均相反應(yīng)。(3)攪拌所消耗的能量應(yīng)盡可能小。攪拌器結(jié)構(gòu)的確定按標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)型攪拌裝置考慮。由于本設(shè)計(jì)中的混合液為不互溶的硝化反應(yīng)液，常采用徑向渦輪式攪拌器；當(dāng)攪拌器置于容器中心時(shí)攪拌粘度不高的液體時(shí)，液體易形成旋窩，為了改善攪拌效果，消除打旋，

14、則在器內(nèi)設(shè)擋板.渦輪式攪拌器直徑小，轉(zhuǎn)速高，產(chǎn)生循環(huán)量大4.2 攪拌器尺寸的計(jì)算因?yàn)檫x用渦輪式攪拌器，查表18-5 6 可知：攪拌器的直徑：d=1/3*DN=1/3 X 2000=666.67mm根據(jù) D:L:W=20:5:4所以攪拌器葉長 L=166.67mm攪拌槳葉寬：W=133.33mm葉輪距槽底高度：C=0.86m槳葉數(shù)：z=64.3 攪拌器的轉(zhuǎn)速和功率計(jì)算因?yàn)槭菧u輪式，葉端切線速度反映了攪拌作用的劇烈程度，根據(jù)攪拌目的、物料性質(zhì)等確定葉端切線速度，u的值大致范圍如下：(1) 漿式，u=1.0-3.0 (m/s);(2) 推進(jìn)式，u=4.0-15.0 (m/s);(3) 渦輪式，u=2

15、.5-6.5 (m/s)。確定設(shè)備內(nèi)徑T以及D/T值以后，可計(jì)算需要的轉(zhuǎn)速u 60/ .n = r / min- D取 u=4m/s,計(jì)算得 n=2.39r/s。,7匕45時(shí)，各物料物性查表得：3P 硫酸=1.84*10A3kg/ m3P 硝酸=1.406*10人3 kg/ m3p 氯苯=1.1*10人3 kg/ m*P 混酸=1.84 X 103X54%+1.406 X 103X 32%+1 X 103X 14%=1.58X 103kg/m“石肖酸=1.4mPa.s"氯苯=0.658mPa.s“水=1.2mPa.s“硫酸=33mPa.sN 混酸=1.4X32%+33 X 54%+1

16、.2X 14%=18.436mPa.sm氯：m混=1:1.885-1/1.1 X 103: 1.885/1.58 X 103=0.909:1.193=0.909/ (0.909+1.193) =0.43：=(1 -);d () c=0.43X 1.1 X103+ (10.43) X 1.58 X 103=1.37 X 103=，如c (14=0.658°.4318.436(1,.43) =4.398mPa.,s采用永田進(jìn)沿公式法計(jì)算Re,2ood n P _ 0.6662 x 2.391.37X103_ 7T3M4.398 10=0.33父106 >10000,故要有擋板當(dāng)Re

17、>10000以后，流動(dòng)變?yōu)槌浞滞牧?，有擋板時(shí)的功率曲線變?yōu)樗骄€，巾和Np為定值,此時(shí)，流動(dòng)與雷諾系數(shù)和佛魯?shù)聰?shù)無關(guān)。 對于充分湍流的液體，由于慣性力很大，粘性力的影響可以忽略。由于e=N p = K2 =常數(shù)，所以：Ps = K2 Pn3d 50 8 1查表 4-2 k2 =6.10 則-.3 5335PS=K2：nd =6.1 1.37 102.390.666 =14949.1W4.3電機(jī)的功率計(jì)算和減速機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)功率，可用下式表示：PS1 八 miqiPm噓機(jī)一Ps-穩(wěn)定條件下，攪拌器在不帶附屬裝置的容器內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)的功率,W;mi一同一種附件的個(gè)數(shù)；qi每一種附件的功率增加率。Pm

18、一填料函內(nèi)的摩擦消耗功率，其值取決于填料函的結(jié)構(gòu);“一傳動(dòng)裝置的機(jī)械效率。表2-6各種附件的功率增加率q設(shè)備附件的名稱推進(jìn)式槳式渦輪式框式壓料管0.100.200.200.20溫度計(jì)管或浮球液位計(jì)0.050.100.100.10兩根中心角大于 90o的垂直管0.150.300.300.30沿器壁布置的螺旋狀蛇管一0.20一一直徑為容器直徑 0 0330 54倍布置在器底 的螺旋狀蛇管一2.53.0一一固定推進(jìn)器導(dǎo)流筒的零件0.05一一一(1)填料函的摩擦功率 Pm對于填料密封，其摩擦損失功率可取為攪拌功率的10%,但不能小于373W;對于機(jī)械密封，其摩擦功率約為填料密封的10%15%。(2)機(jī)

19、械傳動(dòng)效率n電動(dòng)機(jī)通過各種傳動(dòng)裝置將能量傳給攪拌器時(shí)，由于摩擦作用，必定消耗一部分能量。'R=Ps(1+£ miqi) =14949.1 X ( 1+0.2+0.1 X 2+0.3X2) =29898.2Pm =10% Ps =0.1 X 14949.1=1494.91適用無級變速攪拌器"9】取0.93,則Pd =29898.2. 1494.910.93= 33756W =33.76KW<HNO3 6832.17kg (32%)據(jù)上面條件，確定該攪拌的公稱輸出軸轉(zhuǎn)速為n=2.39r/s,配電機(jī)功率為P=33.76KW,查表4-1110 1可選BLD擺線針輪行減

20、速機(jī)，其型號尺寸從HG5-746-78標(biāo)準(zhǔn)中查得為ALC100-71。5 .傳熱裝置的設(shè)計(jì)5.1 熱量衡算5.1.1 已知數(shù)據(jù)(kg/day為基準(zhǔn))純氯本進(jìn)料：98% 氯苯 11326.54kg雜質(zhì)11100.01kg226.53kg混酸 21350.53kgH 2so4 11529.29kg (54%)H2O2989.07kg (14%)出料：對硝基氯苯 10101.01kg 硝基氯苯 4662.00kg 硝化物15766.54kg|間硝基氯苯 777kg雜 質(zhì) 226.53kg"NO3 616.16 ( 3.64%)混酸 16912.49kg(H 2sO4 11529.29 (6

21、8.17%)H2。4767.04 (28.19%)Cp氯苯=1.29kj/(kg。CP混酸=1.78父32%+1.42父54%+14%父4.187 =1.92kj/(kg。5.1.2 熱量衡算式計(jì)算熱負(fù)荷 Q2熱平衡式Q2 =Q4 Q5 Q6 -Q1 -Q3假設(shè)Q5 Q6 =15%Q2基礎(chǔ)溫度為25 c則Q1 二1. GiCPit =(11326.54 1.29 2135Q53 1.70) (45-25)=1.02 106kj熱平衡式可寫成Q2 -Q4 15%Q2 -Q1 -Q3CQ4 -Q3 -Q1Q2 -0.85計(jì)算Q4按柯普定律10 估算對硝基氯苯其Cp計(jì)算其Cp如下：、can (1.8

22、*6 2.3*4 6.4 6.4 4* 2)*4.187Cp = =1.088 kJ/(kg. C)M157.5上述公式算出為20c時(shí)的比熱容，不在 20c時(shí)化合物的比熱容有出入。凡高于 20c時(shí)的化合物比熱容可根據(jù)上述公式計(jì)算結(jié)果再加上20%-25%。故 45 c時(shí)，Cp=1.088+20%*1.088=1.306 kJ/(kg. C ) 廢酸中的Cp 用手冊11 '查得：Cphno3 =1.78kJ/(kg. c)C phso4 = 1 .42 kJ 4kg.c)Cph2o = 4.187kJ /(kg. c)所以廢酸 Cp=1.78X3.64%+1.42 X68.17%+4.18

23、7 X 28.19%=2.21 kJ/(kg. C) 所以Q3=Qr+QpQ4 = / GiCp(t2 T) =15766.54 1.306 80-45 16912.49 2.21 80-45 =2.03 106kJ 計(jì)算Q3 計(jì)算Qrc 11100.010Qrq112.50 qr計(jì)算 反應(yīng)式Cl6 + 螞I > q h GQ+朝從手冊查得：HNO3 q0 =173.75kJ/molH2Oq0 = 286.04kJ/m o l氯苯q0 =10.46kJ/mol00計(jì)算硝基氯苯之qf ,先求出其qc 硝基氯苯燃燒式(用卡拉奇法)C6H 4N02cl + 14 O6CO2 1/2C12 NO

24、2 2H 2O則 n=2*14=28.：ArNO2=62.8.:Arci = -27.20q c =109.07*28-27.2-62.8=2963.96kJ/mol則硝基氯苯的生成熱為： 0q f =6*395.15+4*143.15-2963.96=-20.46kJ/mol 0qr =-20.16+286.04-10.46-173.75=81.87 kJ/mol3Qr = 11100.01 81.87 10112.5= 8.08 106kJ/molQp的計(jì)算按物料衡算數(shù)據(jù)，用公式：硝酸4.5646(100 -w) kj/kg硝酸w 98.64混酸 qd =418A kj/kg混酸21.09

25、2（100 -W）38.68-0.2158W式中S,N及W分別表不B-X9 8. 6 4W3 8. 6-8）. 2 1 58WH 2SO4, HNO 3，及H 2O在酸中的百分質(zhì)量。進(jìn)行計(jì)算，得在 25 c下：G 混酸=21350.53Kgqdw =374.2kJ/（kg 混酸）G 廢酸=16912.49Kg qd廢=368.56kJ/（kg 廢酸）G 硝酸=6832.17kgqd硝酸=162.64kJ/（kg 硝酸）由蓋斯定律得：Qp =6混4混一G硝qd硝一G廢qd廢=21350.53 X 374.2 6832.17 X 162.64- 16912.64 X 368.56=6.45 X 1

26、05所以 Q3=Qr+Qp=8.08 X 106+6.45 X 105=8.73X 106kJ熱負(fù)荷Q2的計(jì)算Q4 -Q3 -Q1 _6 _ _6 _62.03 10 -8.73 10 -1.02 10= 9.08 1 06kJ0.850.85(需冷卻)Q2-9.08 105每小時(shí)熱負(fù)何：q2 = =-5.68 10 kJ、工4 4冷井水消耗量計(jì)算： 每日冷井水用量：Q29.08 1064G =8.68 10 kgCp(t進(jìn)-t出)4.187(50 25)每小時(shí)冷井水用量：Gh8.68 1044 4_ 3_= 5.425 10 kg夾套傳熱系數(shù)的確定釜側(cè)的傳熱膜系數(shù)1.2 1以鍋 D 1/ c

27、、a、b=J Res PrD 反應(yīng)釜的直徑，2000mm入一流體的導(dǎo)熱系數(shù)，0.263W/ (m K)n一攪拌轉(zhuǎn)速，2.39r/sd一攪拌漿直徑，0.533mP 一流體密度，1.37M103kg/m3科，科s流體及其器壁上的黏度 4.398m Pa s因?yàn)镽e >400有擋板 所以查表2-8得J=0.74a=0.67b=0.33c=0.14Cp = Cp氯苯 x 4 +Cp昆父(1 -*) =1.29*43%+1.92* (1-43%) =1.6491kJ/(kg. C)c CpJ 1.6491 103 4.398 104Pr27.580.263口鍋=0.74"(Res)0.6

28、7(pr)0.33()0.14(先取九=R) Dsc 一 0.263.6、0.670.33, 0.142 .、= 0.74 - (0.33 10 )(27.58)11448 .63w/(m .k)夾套側(cè)冷卻水對流傳熱系數(shù)0.8Re>3600 時(shí)，a 夾=930020T de.22、4s 4 1/4(二di -二d0)de = 一 二b 二(d 10)21102 -20102 =205.0mm2000 10取 u=0.04 m/sRe=6833.33 _ 3600df p 0.205 m 0.04 m 1000一 0.00120.80.80.042口夾=9300/=930002 =972.

29、25w/(m2.k)d0.20.205取井水 Rz=0.0002=62.911,1,、，110.01+ -+ 小 +Rz =+ +0.0002 = 0.00207K a 鍋口夾 K 鑄鐵1448.63 972.25 62.9K =481.27w/( m ' C)需要的傳熱面積的Aq25 .6810 5k tm481 .27(45 - 25 )(80 - 40 )2=39 .34 m傳熱面積大于夾套面積214.64m ,故還需要米用蛇管13.1蛇管傳熱系數(shù)的確定尺寸設(shè)置:ZCDT =0.65d0為蛇管外徑）(p-d% =2.0 4.0 (p為節(jié)距；d0為蛇管外徑)數(shù)據(jù)如下圖：圖2-2裝有

30、蛇管的攪拌釜圖得蛇管直徑為50mm,厚度為5mm蛇管圈直徑為0.65m,取蛇管一條 有15圈故蛇管圈長度為 l =/dn =3.14* 0.65* 15 =30.615m(1)蛇管外壁傳熱系數(shù)汽管外 d 0_ . 0.67 - _ 0.37=0.17(Re) Pr0.500.2636豆管外=0.17父父(0.23父100.060.67 X23.400.37 M I107 | M .I006 I1 X 1=1816.55 w/( m? *k 1.61.6(2)蛇管內(nèi)側(cè)傳熱系數(shù)d=0.06mu = 0.6m/s 由步驟(1)尺寸計(jì)算公式計(jì)算得蛇管圈內(nèi)徑dc = 0.65m cRe =0.06 0.

31、6 1000一 二 27500 100001.2 10目管內(nèi)1 +3.52卜直管dcK水=0.606w /(m k )水=1.2 10，pa s220.062 -0.052”= 0.01d20.05Cp Pr二4.178 103 1.2 10=8.270.6060.140.8 0.3- 'iC(直管=0.027 Re pr dew(設(shè) N =%)= 0.027 0606 275000.8 8.270.33 = 10633.76w/m2 k 0.01管內(nèi)1 3.5 00510633.76 =13496.0.65270w/ m k(3)蛇管的總傳熱系數(shù)“管外 口管內(nèi) 人蛇管110.0050

32、.00021816.35 13496.744.9= 1068.44w/ m2 k蛇管傳熱面積A= q25.68 105k&m 1068.44/45一25)*(80一40)=17.72m2由于全部采用蛇管，傳熱面積不過，故應(yīng)采用蛇管與夾套并用。 ,2米用夾套時(shí)，夾套面積為 14.64 m其傳遞的熱量為q2 =AK夾 Atm =14.64 黑 509.42 父(45 - 20) (80 - 40)5-=223737.264kJ = 2.237 1 05 kJ需要蛇管傳遞的熱量為"_5_5_ 5q2 =q2 -q2 =5.68 10 -2.237 10 = 3.443 10 kJ采

33、用蛇管的傳熱面積為q2一 一 一 53.443 1045 -2080 -401068.44 2=10.74m蛇管傳熱面積為A = nd蛇l =3.14* 0.05* 30.615黑 3 = 14.418 a 10.74m2故傳熱裝置采用直徑為 2100mm的夾套和三條直徑為 50mm的蛇管。6 .設(shè)計(jì)參數(shù)一覽表筒體幾何尺寸步驟項(xiàng)目及代號參數(shù)及結(jié)果備注1-1全容積V, m32.422由工藝條件給定1-2操作容積V1 , m33.46由工藝條件給定1-3傳熱面積F, m222.55由工藝條件給定1-4釜體形式圓筒形常用結(jié)構(gòu)1-5封頭形式橢圓行常用結(jié)構(gòu)1-6長徑比i = H 1/ D11.3按表4-

34、2選取1-7初算筒體內(nèi)徑 D1 = 31, m、n*i1.577按式4-1計(jì)算1-8圓整筒體內(nèi)徑 D1 ,mm2按附表4-1選取1-9一米高的容積 V1m , m32.017按附表4-1選取1-10 3釜體封頭容積 V1封，m0.6166按附表4-2選取1-11釜體高度H1 = ( V V1圭0 / V1m , m1.68按式4-2計(jì)算1-12圓整釜體高度 H1 ,mm2000選取1-13 3頭際谷積V = V1mX H 1 + V1封，m4.65按式4-3計(jì)算1-14夾套筒體內(nèi)徑D2 , mm2000按式4-3選取1-15裝料系數(shù)ri = V操/ V 或按刀=0.6s0.85選取0.7計(jì)算1-16夾套筒體高度H