化工原理课程设计
0.5RL?2 两相流的液相分率： = 0.367 ttX?Xtt?21Xtt?1?
3
两相流平均密度： = 178.6kg/m?tp??v?1?RL???bRL_ 2）当X=Xe=0.23
Xtt'?1?xx?v?b?b?v= 1.065
?????0.9??0.5?0.1Xtt两相流的液相分率： = 0.2151 RL'?0.5
_2?Xtt?21Xtt?1??tp'??v?1?RL???bRL两相流平均密度：
= 117.13kg/m3
根据课程设计表3－19 得：L=0.9m,
_?????????l则循环系统的推动力：? =6261.48pa ??g???PD?LCD?btp?tp?????4.4.2循环阻力⊿Pf：
（1）管程进出口阻力△P1
2i?进口管内质量流速：G =541.4kg/(m〃s) 2DiGRe?釜液进口管内流动雷诺数： = 1933695.78 W0.785Di?b进口管内流体流动摩擦系数：
0.7543 =0.015 ?i?0.01227?0.38Rei进口管长度与局部阻力当量长度：
(Di/0.0254)2Li?0.3426(Di/0.254?0.1914)=29.3m
LiG2?P1??iDi2?b- 31 -
化工原理课程设计
管程进出口阻力: =606.2Pa （2）传热管显热段阻力△P2
=376.15kg/(mG?Wi2
0.785d2N〃s)
iT =112844 Re?DiG?b??0.01227?0.7543R0.38=0.02134
e
PLBCG2?2??d?= 16.3Pa
i2?b（3）传热管蒸发段阻力△P3 a. 气相流动阻力△Pv3
G=376.15kg/(m2〃s) 取X=2/3Xe 则
=52.66kg/(mGV?xG2〃s)
=125667 RediGVV??V =0.021 ?0.7543V?0.01227?R0.38eV?PL2CDV3??Vd?GV2?=134Pa iVb. 液相流动阻力△PL3
G2
L?G?GV=323.5kg/(m〃s) =771956 RediGLL??b?L?0.01227?0.7543R0.38=0.01664 e?PL2LCDGLL3??Ld?i2? =276.5Pa
b?P?P1/41/443?(V3 ? ?PL3) = 3130.04Pa
（4）管内动能变化产生阻力△P4
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化工原理课程设计
动量变化引起的阻力系数:
(1?x22M?e)?bxeR??1= 2.7
L?V(1?RL) =883.3 ?P4?G2M/?b（5）管程出口段阻力△P5 a. 气相流动阻力△Pv5
= 376kg/(mG?Wt2
?D2o4〃s) =79kg/(mG2V?XeG〃s)
管程出口长度与局部阻力的当量长度之和：?
= 35m L'?Do0.0254?20.3426?Do0.0254?0.1914?Re =2691792.4 V?diGV?V =0.015 ?V?0.01227?0.7543R0.38?PLeG2VVV5??Vd?=39.32pa i2?Vb. 液相流动阻力△PL5
GL?G?G2
V=297 kg/(m〃s)
= 1273016.4 RediGLL??b?7543L?0.01227?0.R0.38=0.016 2e?PLGLLL5??Ld?i2?b= 188.14Pa ?P1/41/445 = 1484.9Pa ?(?PV5 ? ?PL5) 所以循环阻力：△Pf=△P1 + △P2 + △P3 + △P4 + 又因△PD=6261.5Pa
所以 =1.023 ?PD?PfP5=6120.7pa
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△ 化工原理课程设计
循环推动力略大于循环阻力，说明所设的出口汽化率Xe基本正确，因此所设计的再沸器可以满足传热过程对循环流量的要求。
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化工原理课程设计
第五章 辅助设备的设计
5.1其他换热器设计
5.1.1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℃ t1??t2
?t?(43?10)?(43?30)m???21.ln?t143?1047K?t2ln43?30管程流率：qmVs=5.5813kg/s 取潜热r=302.54kJ/kg
传热速率：Q= qmVs?r=1688.57kw 壳程取焓变：ΔH=125.5kJ/kg 则壳程流率：qc=Q/ΔH=48437kg/h 假设传热系数：K=850 w/(m2?K) 则传热面积： A?Q?t?92.53m2K?m5.1.2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45℃，走管程 传热温差：
?t?t1??t2(90?45)?(70?20)m?ln?t1??47.45K
?t2ln90?4570?20 管程液体流率：qmFh?3600qmFs =2135kg/h 管程液体焓变：ΔH=401kJ/kg
传热速率：Q?qmFh?H=2135×401/3600=237.8kw
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