化工原理 课程设计
取V=190m3
储罐容积估算结果表
序号 1 2 3 4
位号 V－101 V－102 V－103 V－104 名称 原料罐 回流罐 塔顶产品罐 塔底产品罐 停留时间/h 容积/m3 48 0.25 72 72 345 17 340 190 二、传热设备
1．进料预热器
用90℃水为热源，出口约为70℃走壳程 料液由20℃加热至46℃，走管程传热温差：
?t1??t2(90?46)?(70?20) ?tm???46.94K?t190?46lnln ?t270?20 管程液体流率：qmfh=3600 qmfs=2562kg/h 管程液体焓变：ΔH=370kj/kg
传热速率：Q= qmfsΔH=2562×370/3600=263.317kw 壳程水焓变：ΔH’=175kj/kg 壳程水流率：q=5416.8kg/h 假设传热系数：K=600w/(m2?K) 则传热面积：A ?2
QK??tm?9.35m2 圆整后取A=10m
2．塔顶冷凝器
拟用10℃水为冷却剂，出口温度为30℃。走壳程。 管程温度为43℃
?tm??t1??t2?(43?10)?(43?30)?21.47Kln?t1?t2ln43?1043?30管程流率：qmVs=4.52kg/s 取潜热r=504kj/kg
传热速率：Q= qmVs?r=2278.371kw 壳程取焓变：ΔH=128kj/kg
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则壳程流率：qc=Q/ΔH=64079.19kg/h 假设传热系数：K=700 w/(m2?K)
Q则传热面积：A ??151.04m2K??tm2
圆整后 取A=152m
根据计算再沸器传热面积的相同方法，可获得其他换热设备的传热面积A，其结果列与表中： 序号 1 2 3 4 5
位号 E－101 E－102 E－103 E－104 E－105 名称 进料预热器 塔顶冷凝器 塔底再沸器 塔顶产品冷却器 塔底产品冷却器 热流量/kW 263.31 2279.37 1961.4 128.625 79.12 传热系数 /W(/m2·k) 370 504 800 280 328 传热温差/℃ 46.94 21.464 48.78 14.84 17.17 传热面积/㎡ 10 152 50．26 13 7 备注 90℃水 30℃循环水 100℃饱和水蒸气 20℃循环水 20℃循环水 三、泵的设计
1．进料泵(两台，一用一备) 液体流速：u=0.4475m/s
3
液体密度： kg/ m ?L?510.19选用Φ70×3.5 di=63mm
mPa?s 液体粘度 ??0.071取ε=0.2
相对粗糙度：ε/d=0.003175
Re?du???202585
查得：λ=0.025 取管路长度：l=100m
取90度弯管4个，截止阀一个，文氏管流量计1个
1??led?hf?(?u2?pc???)??2.535m
2g?g取△Z=N*HT+2=83*0.45+2≈40
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△P=0.06MPa
2?pfu则He??Z????hf?62.7m ?g2gqVLh =?d2u?3600?5.021m3/h
4选取泵的型号：GL 扬程：10~1500m 流量：0.1~90m/h 参考(化工原理上册400页) 2．回流泵（两台，一开一用） 取液体流速：u=0.48248m/s
3
液体密度： kg/ m ?L?4703
选用Φ159×4 di=151mm 液体粘度 ??0.000071Pa?s 取ε=0.2
相对粗糙度：ε/d=0.001325
Re?du???482276
查得：λ=0.02 取管路长度：l=100m
取90度弯管4个，截止阀一个，文氏管流量计1个
1??led?hf?(?u2?pc???)??2.43m
2g?g取?Z?100m △P=0.005MPa
2?pfu则He??Z????hf?10.715m ?g2gqVLh =
?4d2u?3600?31.104m3/h
选取泵的型号：HY 扬程：1~200m 流量：15~220m3 /h 3.釜液泵（两台，一开一用） 取液体流速：u=0.388741m/s
3
液体密度：? kg/ m L?447选用Φ194×6 di=182mm 液体粘度 ??0.000078Pa?s 取ε=0.02
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相对粗糙度：ε/d=0.0011
Re?du???405457
查得：λ=0.02 取管路长度：l=40m
取90度弯管4个，截止阀一个，文氏管流量计1个
?hf?(?1??ledu2?pc???)??2.51m
2g?g取?Z?N*HT?2=70*0.45+2≈35 △P=0.1MPa
则He??Z??pf?u??hf?69.84m
?g2g2qVLh =
?4d2u?3600?36.407m/h
3
选取泵的型号：HY 扬程：1~200m 流量：15~220m3 /h 4.塔顶产品泵
取液体流速：u=0.474848m/s
3
液体密度：? kg/ m ?470L选用Φ57×3 di=51mm 液体粘度 ??0.0071mPa?s 取ε=0.02
相对粗糙度：ε/d=0.003922
Re?du???160311
查得：λ=0.25 取管路长度：l=100m
取90度弯管4个，截止阀一个，文氏管流量计1个
?hf?(?1??led???)u2?pc??2.51m 2g?g取?Z?50m
则He??Z??pf?u??hf?61.619m
?g2g2qVLh =
?4d2u?3600?3.492m3/h
选取泵的型号：HY 扬程：1~200m 流量：15~220m3 /s
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