L?u2?u2其中： ?pi??，?pr?3
d22式中
计算如下：
?pi
每程直管压降，Pa； 每程局部阻力，Pa； 壳程数； 每壳程的管程数；
冷凝器管内流体密度，kg/m3； 冷凝器管内流体流动阻力系数。
?pr Ns
Np
?
?
m=0.7325cP；由7.1.2.1得u=0.15 m/s, d2=20mm,r=994.08kg/m3、
由手册查得所选换热器的Ns=1，Np=2； 管内雷诺数Re=dur=4024.43； m由手册查得碳钢的粗糙度e=0.2mm, 所以相对粗糙度为
e=0.01 d2查图[7]得摩擦因素l=0.051
L?u2?u2?pi??=128.33Pa,?pr?3=33.55Pa
d22把以上数据代入式7-9得Dpt=323.76Pa （2）壳程阻力损失?ps
2D0(NB?1)?u0?ps??s 7-10
de2其中： ?s?1.72Re?0.19，Re?式中
D0 NB
deu0??
换热器壳程内径，m；
折流板数目；蒸汽冷凝时折流挡板间距只有480、600mm两种类型；
26
de
冷凝器壳程当量直径，m； 冷凝器壳程流速，m/s；u0?(Ropt?1)DMu0
?S0；设有折流挡板时，
S0?hD0(1?d0t)；无折流挡板时，S0??42D0??42d0nT；
h
冷凝器壳程折流挡板间距，m； 管子外径，m； 管子中心距，m。
d0
t
24(t2?0.785d0)当换热器管子正方形排列时，de?；正三角形排列时，
?d0de?4?d0?32?2??t?d0?。 ?2?4??计算如下：
所选换热器d0=0.025m, 管子中心距t=0.032m, D0=500mm； 当量直径de?4?d0?32?2??t?d0?=0.020m ?2?4??蒸汽冷凝时无折流挡板，NB=0;
S0?u0??42D0??42d0nT=0.1158
(Ropt?1)DM?S0=3.15 m/s
塔顶rG=Re?PM101.3′31.92==1.15kg/m3 RTD8.314?(273.1564.58)=6648.20 , ?s?1.72Re?0.19=0.323
deu0??代入式7-10得?ps=45.64Pa 7.2 接管选型
针对不同的流体，选择适宜的流速u，由
Vs??4d2u求得接管的直径，
依据它选择合适的接管型号，最后校核接管中的实际流速，本次设计所选择
27
的钢管材料均为无缝钢管。 需选型的接管主要有：
进料接管：0.4~0.8m/s，泵送1.5~2.5m/s 冷却水接管：1.0~2.5m/s 塔顶蒸汽接管：12~20m/s 塔顶产品接管：0.5~1.0m/s 塔底产品接管：0.5~1.0m/s
塔顶产品回流接管：0.2~0.5m/s，泵送1.0~2.5m/s 塔底加热蒸汽接管：20~40m/s(40~60m/s(
p表压p表压<295kPa)，
<785kPa)，80m/s(
p表压>2950kPa)
注意：计算中Vs为体积流量，必须针对不同流体、不同状态（气体），不同组成（气体、液体）计算。计算结果汇总如表6。 7.2.1进料接管
由设计条件知ms=2777.78kg/m3 ,Wt%=15% 由附录一运用内插法得进料温度to=88.48℃,
由手册查得该温度下r甲=727.52kg/m3, r水=966.29kg/ m3 计算该温度下进料混合液体的密度为
r混=Wt%r甲+r水(1-Wt%)=930.48kg/m3
Vs=ms=8.29 10-4m3/s r混设u=0.4m/s,则d=4Vs=51.38mm pu4Vs=36.33mm pu设u=0.8m/s,则d= 28
选取f45′2.5mm，则u=4vspd2=0.66m/s 7.2.2冷却水接管
由前可知冷却水用量为13662kg/h,密度为998.2kg/m3 所以求得V3s=13.68 m/h 设u=1.0m/s,则d=4Vspu=69.59mm 设u=2.5m/s,则d=4Vspu=44.01mm 选取f57′3.5mm，则u=4vspd2=1.94m/s 7.2.3塔顶蒸汽接管
TD=64.58?C下，塔顶蒸汽密度为1.15kg/m3
质量流量=0.4188kg/s,所以Vs=1311.11 m3/h 设u=12m/s,则d=4Vspu=196.63mm 设u=20m/s,则d=4Vspu=152.31mm 选取f168′5.0mm，则u=4vspd2=18.58m/s 7.2.4塔顶产品接管
塔顶产品为甲醇质量分数99.5%的甲醇――水溶液 产品T?D=64.58C，可求得Vs=0.56 m3/h 设u=0.5m/s,则d=4Vspu=19.84mm 设u=1.0m/s,则d=4Vspu=14.03mm
29
选取f25′2.5mm，则u=7.2.5塔底产品接管
4vs=0.50m/s pd2所选加热方式为直接蒸汽加热，所排出废水（含微量甲醇）的量W?与L?相等[7]，L??L?qF?RoptD?qF?178.16kmol/h 密度按纯水算可得Vs=3.35 m3/h 设u=0.5m/s,则d=4Vspu=48.69mm 设u=1.0m/s,则d=4Vspu=34.43mm 选取f45′2.5mm，则u=4vspd2=0.74m/s 7.2.6塔顶产品回流接管
根据前述可得塔顶产品回流液的Vs=1.45m3/h 设u=0.2m/s,则d=4Vspu=50.6mm 设u=0.5m/s,则d=4Vspu=32mm 选取f45′2.5mm，则u=4vspd2=0.32m/s 7.2.7塔底加热蒸汽接管
塔底加热蒸汽为100℃水蒸汽，蒸汽用量为Vs=1425.76m3/h 设u=20m/s,则d=4Vspu=158.83mm 设u=40m/s,则d=4Vspu=112.31mm 30