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吉林化工学院化工原理课程设计

第四章 热量衡算

表8 不同温度下苯-甲苯的比热容及汽化潜热

物性数据 温度（℃） CPACPBrA?KJ/Kg? rB?KJ/Kg? （Kmol?℃）（Kmol.℃)） （KJ/） （KJ/81.4 90.76 110.5 99.81 103.25 107.31 125.03 128.23 134.43 394.8 390.23 387.62 379.4 372.5 368.53 tD tF tW 4.1塔顶气体上升的焓QV

QV=VMVDCPTD?VrDMD =6.1×106KJ/h 4.2回流液的焓QR

??CPD，TD??TD CPD?TD=0.98×106KJ/h QR=LMLDCPD4.3塔顶馏出液的焓

QD

QD=DMLDCPDTD=0.87×106KJ/h 4.4冷凝器消耗焓QC

QC=QV-QR-QD=4.25106KJ/h 4.5进料的焓QF

QF=FMLFCPFTF=0.89×106KJ/h 4.6塔底残液的焓QW

QW=WMLWCPWTW=0.59×106KJ/h

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4.7再沸器的焓QB 全塔范围列衡算式

塔釜热损失为10%，则?=0.9，设再沸器损失能量Q损?0.1QB

QB+QF=QC+QW+Q损+ QD 加热器实际热负荷 0.9QB=QC+QW+QD-QF 得 QB=4.82×106KJ/h

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第五章 塔的附属设备的计算

5.1塔顶冷凝器设计计算 5.1.1

1.选择换热器的类型 ：两流体温度变化情况：热流体为饱和苯——甲苯温度为：81.4；引用松花江水做冷凝水，夏季冷流体进口温度为20℃，出口温度为38℃，该冷却水用冷却水冷却，冷热流体温差不大，而冬天温度降低冷热流体温差较大 考虑到此因素，故采用浮头式管壳换热器2.流程安排：由于循环冷却水较易结垢，其流速太低，将会加快污垢增长速度，使换热器的热流量下降，所以应使冷却水走管程，被冷凝液（热流体）走壳程，以便排出冷凝液。 5.1.2 确定物性数据

表9 两流体在定性温度下的物性数据表

定性温度流体物性 （℃） 苯和甲苯 冷却水 80.36 29 密度3黏度比热容（ kJ/kg·K） 1.955 4.179 导热系数 （W/m·K） 0.130 0.605 （Kg/m） （mPa·s） 2.95 996 0.307 0.894 5.1.3传热面积的计算

（1）计算逆流平均温度: 对于逆流传热：

T1=80.36℃ T2=81.4℃

t1=20℃ t2=38℃

Δt1=T1-t2=60.36℃， Δt2=T2-t1=23.4℃

Tm?51.39℃ （2）选K值并估算传热面积

查文献初选K=700w/m2·K,

Q283.611?103==24.4m2 则 A=

KΔtm700?55.1623

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5.1.5初选换热器型号

采用FA系列的浮头列管换热器，初选用FA-800-245-25-（4），性能参数如下：

实际面积A/m 管子数NT 管长/m 2245 700 6 管程/m 折流板总数Nb 圆缺高 20.0618 27 21.6%

5.2泵的选型

(1) 进料泵的实际流速uF?1.53m/s 提升压头

设料液面至加料孔为6m，ξ=0.6 取90°弯头

le/dF=35 le=35dF=35×0.02=0.7m

料液?F?808.kg/m3 μF=0.31?10-3Pa?s

uF21.532h??=0.113m

2g2?9.81 duρ0.02?1.53?808Re=FFF=μF0.31?10-3 =79757.45﹥104为湍流

λ=0.316Re-0.25=0.0189

ΔP=Pj-PD=105.13-101.3=4KPa 在在料液面与进料孔面之间列柏努利方程

uF2l+leHF=(λ+ζ)=2.39m dF2g ?uF2?PF1.5324?103He??z???Hf2g?Fg = 6+2?9.81+808?9.81+2.39=9.013m所以油泵型号为 : IS50-32-200

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