内容发布更新时间 : 2024/12/23 7:47:32星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
Δtm= （14－9）／ln14/9=11.32 ℃
查《发酵设备》，取K=450×4.2=1890 kJ/ m3h℃
传热面积：F= Q总／（KΔtm）=4.79×105／1890×11.32=22.39㎡ 冷却水用量：W水 = Q总／KΔt
=4.79×105／4.2×（23－18） =2.28×104 ㎏/h
V水=2.28×10／1000×3600=0.0063 m/s
取5根蛇管：
V′= V水／5=0.0063／5=0.00126 m3/s
F′=F／5=22.39／5=4.478㎡
D内=（4 V′／Wsπ）1/2 =（4×0.000126／0.8π）1/2 =0.045m
查《化工工艺设计手册》，选φ50×2㎜
Re= d uρ／μ=0.045×0.8×1000／1105.59×10-5=3.26×104＞104 属于湍流
L = F′／（πD内）=4.478／0.045π=31.68m
设每根长6.5 m， 则43.05／6.5=6.62 取7根 所以每根长6.5 m，每组7根。 7.1.2 中罐
7.1.2.1 几何尺寸
V中放=2.9 m3 设H0／D=3 V1=2.3m3
V1=π/4 D2H0=2.3
∴ D=0.99=1 H0=3D=3.0m 又∵Ha=1/4D=0.25m H b=0.025m
∴封头容积 V2 =π/4 D2（H b +1/6D）
=π/4×12×（0.025+1/6×1）
4
3
=0.147 m3
校核 V= V1+ 2V2 = 2.3+2×0.147=2.6m3
∴假设合理。
罐体总高：H= H0+2（Ha+ H b ）=3+2×（0.25+0.025）=3.54 m 液柱高：HL = H0η+ Ha+ H b=3×0.6+0.25+0.025=2.075m 7.1.2.2 搅拌器功率
7.1.2.2.1 不通气状况下搅拌功率
搅拌器直径：D i =1/3D =1/3=0.34 m 挡板宽度：B=0.1D=0.1 m 搅拌叶间距：S=2 D i =0.68 m 搅拌叶与罐底距离：C= D i = 0.34m
C +2S =0.34+1.36=1.7 m ＜ HL= 2.07 m
C +3S =0.34+3×0.68=2.34 m > HL= 2.07 m ∴取3层搅拌器 令流体为牛顿型流体，符合全挡板条件：
ρ=1050 ㎏/ m3 n=170 r/min μ=0.1 N S/㎡ 则：Rem = Di2ρn／μ=0.342×240×1050／（60×0.1）
=4.85×103＞4000 属过渡流
采用六箭叶涡轮搅拌器，查《发酵设备》，Np=3.7 轴功率：P0= N p Di5ρn3=43.5×0.5×（240/60）3×1050
=13.28kW
∵HL /D≠2.5
f校正=1/3[（D/ D i）（/Di）]1/2=1.44 ∴实际轴功率P*= f校正×P0=1.44×13.28=19.12kW 三层搅拌功率P= P* [1+0.6×（3－1）]=42.09kW 7.1.2.2.2 通气下的搅拌功率
P工况=P罐+1/2ρg HL
=1.01×105+0.03×106+1/2×1050×9.81×2.075=1.42×105 Pa Q标=VVm×V放=1.5×2.9=3.19 m3/min Qg= Q标P标T工况 ／（P工况T标）
=4.35×1.01×105×（273+32）／（1.47×105×273）
=2.45 m3/min 通气准数：
Na = Qg／（D in） =2.45／240×0.343 =0.260＞0.035
通气轴功率：
Pg =P（0.62－1.85 Na）
=42.09×（0.62－1.85×0.260） =5.85kW
N实际 =1.02 Pg／η1η2η
3
3
=1.02×5.9／0.95×0.98×0.99 =6.53kW
η1 =0.95(皮带) η2 =0.98(轴皮带) η3 =0.99(轴)
查《化工工艺设计手册》，选用Y132M-4型电机 功率：11 kW，转数：1440 r/min，效率：87%
检验：7.5×87%=6.525 kW＞6.5 kW
∴选型合适
7.1.1.2.3 通气管道
通气管径入口罐压： Pg = P罐+1/2ρg HL
=1.01×105+0.03×106+1/2×1050×9.81×2.075
=1.42×105 Pa
Qg = Q标P标T工况 ／（P工况T标）
=4.35×1.01×105×（273+32）／1.42×105×273
=3.46 m3/min
通气管取2根, Ws=10m/s
d=（Q g／2×60×Ws×π/4）1/2
=[3.46／（2×60×10×π/4）]1/2 =0.061m
查《化工原理》，选φ65×2.5㎜
7.1.3 小罐 7.1.3.1 几何尺寸
V小罐=0.258 m3 设H0／D=3 V1=0.18 m3 V1=π/4 D2H0=0.18
∴ D=0.5m H0=2D=1m
又∵Ha=1/4D=0.125m H b=0.025m
封头容积V2=π/4 D2（H b +1/6D）
=π/4×0.502×（0.025+1/6×0.50） =0.020 m3
校核V= V1+ 2V2 = 0.50+2×0.020=0.540 m3
∴假设合理。
罐体总高：H= H0+2（Ha+ H b ）=10+2×（0.125+0.025）=1.3 m
液柱高：HL = H0η+ Ha+ H b=1.0×0.6+0.125+0.025=0.75 m
7.1.3.2 通气管道（取1根）
P工况=P罐-P标
=1.01×105+0.5×105－1.01×105=0.5×105Pa Q标=VVm×V放=1.5×0.258=0.387 m3/min Qg = Q标P标T工况 ／（P工况T标）
=0.387×1.01×105×（273+32）／0.5×105×273
=0.87 m3/min
取Ws=5m/s
空气管道d=[Qg／（60×Ws×π/4）]1/2
=[0.87／（60×10×π/4）]1/2 =0.043m
查《化工原理》，选φ50×2.5㎜
7.1.4 大罐配料罐 7.1.4.1 几何尺寸
η0=0.75 ρ=1050㎏/ m3 n=140r/min μ=0.1 N S/㎡ V配料=19.34 m3
V罐= V配料／η0=19.34／0.75=25.79 m3
取2个配料罐，V′罐=12.89m3, 取13 m3
取V1=10.8m3 令H0／D=2
V1=π/4 D2H0=10.8 m3
∴ D=1.9m H0=2D=3.8m 又∵Ha=1/4D=0.475m H b=0.04m 封头容积V2=π/4 D2（H b +1/6D）
=π/4×1.92×（0.04+1/6×1.9） =1.01 m
校核V= V1+ 2V2 = 10.8+2×1.01=12.82 m3
∴假设合理。
罐体总高：H= H0+2（Ha+ H b ）=3.8+2×（0.475+0.04）=4.83 m 液柱高：HL = H0η+ Ha+ H b=3.8×0.6+0.475+0.04=2.8 m 7.1.4.2 搅拌器功率
搅拌器直径：D i =1/3D =0.63 m
3