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化工流体流动课程设计----真空蒸发制盐系统卤水分效预热器设计精选
化工原理课程设计说明书
设计题目:真空蒸发制盐系统卤水分效预热器设计
化工流体传热课程设计任务书
(一)设计题目:真空蒸发制盐系统卤水分效预热器设计
(二)设计任务及条件
1、蒸发系统流程及有关条件见附图。
2、系统生产能力: 90 万吨/年。
3、有效生产时间:300天/年。
4、设计内容: 第三套 效预热器(组)第 三 台预热器的设计。
5、卤水分效预热器采用单管程固定管板式列管换热器,试根据附图中卤水预热的温度要求对预热器(组)进行设计。
6、卤水为易结垢工质,卤水流速不得低于0.5m/s。
7、换热管直径选为Φ38×3mm。
8、卤水物性参数随温度的变化,当手册查不到时,可按水的变化规律推算。
(三)设计项目
1、由物料衡算确定卤水流量;
2、假设K计算传热面积;
3、确定预热器的台数及工艺结构尺寸;
4、核算总传热系数;
5、核算压降;
6、初步经济衡算;
7、确定预热器附件;
8、设计评述。
(四)设计要求
1、根据设计任务要求编制详细设计说明书。
2、按机械制图标准和规范,绘制预热器的工艺条件图(2#),注意工艺尺寸和结构的清晰表达。
目录
第一章 设计简介 4
第二章 热力学计算 5
2.1由物料衡算确定卤水流量 5
2.2 假设K计算传热面积 6
2.2.1热力学数据的获取 6
2.2.2 估算传热面积 7
2.2.3.工艺尺寸计算 7
2.2.4.核算总传热系数 9
2.2.5核算压降 10
2.3确定预热器附件 12
2.4初步经济衡算。 14
2.5换热器主要结构尺寸和计算结果 15
第三章 设计评述 16
第四章 主要符号说明 16
第五章 参考文献 17
第一章 设计简介
换热器,是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备,又称热交换器。换热器是化工、石油、动力、食品及其它许多工业部门的通用设备,在生产中占有重要地位。在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等,应用更加广泛。换热器种类很多,但根据冷、热流体热量交换的原理和方式基本上可分三大类即:间壁式、混合式和蓄热式。在三类换热器中,间壁式换热器应用最多。
随着我国工业的不断发展,对能源利用、开发和节约的要求不断提高,因而对换热器的要求也日益加强。换热器的设计、制造、结构改进及传热机理的研究十分活跃,一些新型高效换热器相继问世。
为了适应发展的需要,我国对某些种类的换热器已经建立了标准,形成了系列。完善的换热器在设计或选型时应满足以下基本要求:
合理地实现所规定的工艺条件;
结构安全可靠;
便于制造、安装、操作和维修;
经济上合理。
此换热器设计要求用单管程固定管板式列管换热器以二次蒸汽为加热流体预热卤水,将卤水由 59度加热到61度。
通过对卤水预热列管式换热器设计,达到让学生了解该换热器的结构特点,并能根据工艺要求选择适当的类型,同时还能根据传热的基本原理选择流程,确定换热器的基本尺寸,计算传热面积及计算流体阻力压降等。
第二章 热力学计算
2.1由物料衡算确定卤水流量
从已知表格2-1中得知卤水组成如下:
表2-1 卤水离子组成表
离子种类 Ca2+ Mg2+ SO42- Cl- NaCl 质量,g/L 1.62 0.15 3.31 178.20 293.76
因为卤水的物理性质随温度变化而变化,因此为方便通过热力学方程估算卤水在不同温度下的性质,因此通过质量横算,假设卤水由NaCl、CaSO4、MgCl2、H2O以积极少量的CaCl2(因质量过小对估算影响不大,因此忽略)组成,组成结果如下表所示。
表2-2 卤水质量组成表
物质种类 NaCl CaSO4 MgCl2 H2O 质量,g/L 293.76 4.69 0.59 880.96 质量分数,% 24.89 0.40 0.05 74.66
根据设计任务书的要求,即设计年产量为90万吨/年的盐,因此根据第二章的卤水组成表进行质量衡算,得出总卤水量L为:
从图中可以得出进入第二效的卤水流量F为:
2.2 假设K计算传热面积
2.2.1热力学数据的获取
(1)冷流体卤水的定性温度:
入口温度为,出口温度为
循环水的定性温度为
表2-3 卤水物理性质表
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