内蒙古工业大学本科毕业设计说明书
温度由25 ℃升至125 ℃，操作周期30 min，125℃水的比热容4.263 kJ/kg??C （1）物料带入的热量 Q??MCP?t 由于物料温度为室温所以未带入热量
Q1?0。 （2）溶解热Q3??mQ
Q3?Q?NH4?2SO4m?QNaClm?QKH2PO4m
=?0.752?102?1.53??0.844?102?1.53??1.49?102?0.09
??257.6 kJ
????（3）加热设备需要的热量
Q5?∑Mc(t1-t0)?562.4?0.4605?(125-25)?25898.52 kJ
（4）加热物料需要的热量
Q4?M?C??t?M淀粉C淀粉?M糊精C糊精?M豆饼粉C豆饼粉?M酵母粉C酵母粉?M?NH4?2SO4C?NH4?2SO4????t2?t1?????MNaClCNaCl?MCaCOCCaCO?MKHPOCKHPO?M豆油C豆油?M水C水?332424??1.417?1.6290.868?0.897???1.53??4.58?1.92?4.58?1.81?1.53?1.76?2.29?1.79?1.53??22????0.817?0.9680.853?1.0111.93?2.1864.179?4.263??1.22??0.09??0.48?0.926??287.88???2222????125?25??124476.55kJ （5）设备向环境散热
Q6?F?T(tw?t0)
F?F筒体?F封头??DiH0?S封?2 =3.14?0.9?1.8?0.945?2 ?6.98 m2
因为空气做自然对流,?T?8?0.05tw,壁面温度取25 ℃和125 ℃对数平均值。
tw?t1?t2125?25??62.13 ?C
lnt1/t2ln125/25则?T?8?0.05tw?8?0.05?62.13?11.11 w/m2??C 所以Q6?6.98?11.11??62.13?25??30?60?10?3?5182.83 kJ （6）Q2的计算
Q2?Q4?Q5?Q6?Q1?Q3
=124476.56?25898.52?5182.83?0???257.6?
?155814.43 kJ （7）需要的水蒸汽的量
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D?Q2 (4-7)
?H?c(TK?273)??式中： H—水蒸气的焓，kJ/kg；125℃饱和蒸汽焓为2716.4 kJ/kg； c—冷凝水的比热容，取4.287 kJ/(kg?K)； T—被加热液体的最终温度，K；
η—热利用率，保温设备为0.97-0.98，取0.97。
D?155814.43?71.09 kg
?2716.4?4.287(273?125?273)??0.972、放气阶段
温度由125 ℃降至100 ℃,操作周期10 min,100 ℃水的比热容4.22 kJ/kg??C。 （1）冷却设备放出的热量
Q5?MC??t2?t1??562.4?0.4605??100?125???6474.63 kJ （2）冷却物料放出的热量
Q4?M?C??t?M淀粉C淀粉?M糊精C糊精?M豆饼粉C豆饼粉?M酵母粉C酵母粉?M?NH4?2SO4C?NH4?2SO4????t2?t1?????MNaClCNaCl?MCaCOCCaCO?MKHPOCKHPO?M豆油C豆油?M水C水?332424??1.576?1.6290.890?0.897???1.53??4.58?1.92?4.58?1.81?1.53?1.76?2.29?1.79?1.53?? 22????0.939?0.9680.981?1.0112.119?2.1864.220?4.263??0.09??0.48?0.926??287.88???1.22??2222????100?125???31272.91kJ（3）设备向环境散热
Q6?F?T?tW?t???
由消毒阶段得F?6.98m2；tw?125?100?112.04 ?C
ln125/100则?T?8?0.05tw?8?0.05?112.04?13.6 w/m2??C。
Q6?6.98?13.6??112.04?25??10?60?10?3?4957.52 kJ （4）放出的水蒸汽的量
Q2?Q4?Q5?Q6
=?31272.91?6474.63?4957.52
=?32790.02 kJ
查化工流体流动与传热得
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110℃下的水蒸汽汽化热:r(汽化热)=2232.0 kJ/kg;115℃下水蒸汽的气化热2219.0
112.04?110r?2232.0?kJ/kg，设112.04 ℃下水蒸汽的气化热为r,则据内插法得，
115?112.042219.0?r解得r=2226.70 kJ/kg
M水蒸汽=Q/r=32790.02/2226.70=14.73 kg 3、冷却阶段
温度由100 ℃降至31 ℃，操作周期为20 min。 （1）冷却设备放出的热量
Q5?MC??t2?t1??759.08?0.4605??31?100???24119.39 kJ； （2）冷却物料放出的热量
Q4?M?C??t?M淀粉C淀粉?M糊精C糊精?M豆饼粉C豆饼粉?M酵母粉C酵母粉?M?NH4?2SO4C?NH4?2SO4????t2?t1?????MNaClCNaCl?MCaCOCCaCO?MKHPOCKHPO?M豆油C豆油?M水C水?332424??1.576?1.4290.890?0.871???1.53??4.58?1.92?4.58?1.81?1.53?1.76?2.29?1.79?1.53??22????0.939?0.8500.981?0.8662.119?1.9474.220?4.174??0.09??0.48?0.926??287.88???1.22??2222????31?100?
??85462.43 kJ
（3）设备向环境散热
Q6?F?T?tW?t???
由消毒阶段得F?6.98m2；
31?100tw??58.91?C，则?T?8?0.05tw?8?0.05?58.91?10.95 w/m2??C
ln31/100Q6?6.98?10.95??58.91?25??20?60?10?3?5403.06 kJ （4）冷却水需要的热量
Q2?Q4?Q5?Q6
=?85462.43?24119.39?5403.06
=?104178.76 kJ
由冷却水的进口温度为20 ℃，出口温度为28 ℃得： m冷却水?Q2?104178.76?3118.38 kg
CP??t4.176??28?20?4、发酵阶段
温度控制在31 ℃，已知土霉素的平均发酵热16760 kJ/m3?h,操作周期28 h。 （1）发酵热
Q3?16760?290.69?28?10?3?136415.0 kJ
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（2）设备向环境散热
Q6?F?T?tW?t???
由消毒阶段得F?6.98 m2；
?T?8?0.05tw?8?0.05?31?9.55 w/m2??C
所以Q6?6.98?9.55??31?25??60?60?28?10?3?40315.36 kJ （3）需要冷却水的用量
Q冷却水?Q6?Q3
=?40315.36?136415.0 =?96099.64 kJ
由冷却水的进口温度为20 ℃，出口温度为28 ℃得：
Qm冷却水?冷却水?96099.64?2876.55 kg
CP??t4.176??28?20?4.5.2二级种子罐
1、消毒阶段
温度由25 ℃升至125 ℃，操作周期30min，125 ℃水的比热容4.263 kJ/kg.℃。 （1）物料代入的热量：Q1?MC??t，Q1?0 （2）溶解热
Q3?Q溶解热?Q?NH4?2SO4m?NH4?2?QNaClmNaCl?QKH2PO4mKH2PO4?QCoCl2mCoCl2
??1.49?10??0.98???0.844?10??13.02???0.752?10??26.04
=
222?5.91?102?0.06 =?3167.66 kJ
（3）加热设备需要的热量
Q5?MC??t2?t1??2336?3?0.4605??125?25??322718.4 kJ （4）加热物料需要的热量
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Q4?M?C??t?M淀粉C淀粉?M糊精C糊精?M豆饼粉C豆饼粉?M酵母粉C酵母粉?M?NH4?2SO4C?NH4?2SO4????MNaClCNaCl?MCaCOCCaCO?MKHPOCKHPO?M豆油C豆油?M水C水?MCoClCCoCl33242422?1.417?1.629???162.76?1.92?19.53?1.81?81.38?1.76?19.53?1.79?26.04??2????0.868?0.8970.817?0.9680.853?1.011???13.02??24.41??0.98???222???4.42?0.926?1.93?2.186?2907.46?4.179?4.263?0.06?0.605?0.629???222????125?25??1288073.326kJ????t2?t1??? （5）设备向环境散热
Q6?F?T?tW?t???
F?F筒体?F封头??DiH0?S封?2 =3.14?1.5?3?2.55?2?19.23 m2
因为空气做自然对流,?T?8?0.05tw,壁面温度取25 ℃和125 ℃对数平均值
tw?62.13?C，则?T?8?0.05tw?8?0.05?62.13?11.11 w/m2??C 所以Q6?3?19.23?11.11??62.13?25??30?60?10?3?42836.31 kJ （6）需要的水蒸汽的量
Q2?Q4?Q5?Q6?Q1?Q3
=1288073.326?322718.4?42836.31?3167.66
=1656795.7 kJ
查化工流体流动与传热得
125℃下的水蒸汽汽化热r=2191.8 kJ/kg
m水蒸汽?Q21656795.7??755.91 kg r2191.82、放气阶段
温度由125 ℃降至100 ℃,操作周期10 min,100 ℃水的比热容4.22 kJ/kg??C。 （1）冷却设备放出的热量
Q5?MC??t2?t1??2336?0.4605??100?125??3??80679.6 kJ （2）冷却设备放出的热量
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