低温课程设计报告.doc

WORD资料.可编辑 专业技术.整理分享 WORD格式可编辑 专业技术资料整理分享 课程设计说明书 设计题目：KZON-150/550空分装置工艺流程计算及换热器设计 能源与动力工程学院 制冷与低温专业 学生姓名 ： 学 号： 专业班级 ： 完成日期 : 指导教师 ： 华中科技大学  目录 TOC \o 1-3 \h \z \u HYPERLINK \l _Toc311730182 目录 PAGEREF _Toc311730182 \h 2 HYPERLINK \l _Toc311730183 已知条件 3 HYPERLINK \l _Toc311730184 工艺流程计算 4 HYPERLINK \l _Toc311730185 1. 主要点状态参数 4 HYPERLINK \l _Toc311730186 2. 装置总物料平衡 6 HYPERLINK \l _Toc311730187 3. 装置总热量平衡 7 HYPERLINK \l _Toc311730188 4. 单个设备的物料和热量平衡 8 HYPERLINK \l _Toc311730189 5. 技术经济指标 12 HYPERLINK \l _Toc311730190 换热器设计 15 HYPERLINK \l _Toc311730192 1. 结构设计 15 HYPERLINK \l _Toc311730229 2. 传热计算 18 参考文献……………………………………………………………………………………………………………………………………22 主 要 设 计 及 说 明 主要结果 已知条件 产量和纯度： 氧: VO2=150Nm3/h,纯度yO2=99.5%O2 氮: VLN2=30L/h,其它为气氮, yN2=xLN2=99.99%N2 抽馏分量: VF=0.1Nm3/Nm3A, yF=80%(Ar+N2) 液空纯度: xA=36~38%O2 冷损分配: 总跑冷:q3=9kJ/Nm3A q3上塔=3.5kJ/Nm3A(含冷凝蒸发器) q3LN2=0.3kJ/Nm3A, q3LA=0.3kJ/Nm3A q3下塔=2kJ/Nm3A, 换热器I: q3I=1.2kJ/Nm3A, II: q3II=1.7kJ/Nm3A 压力和阻力: 加工空气进冷箱: p3=20~22bar 产品输出压:p21,16,13=1.02bar 上塔阻力: ?puc =0.2bar, 下塔阻力: ?plc =0.1bar 返流阻力:换I: ?p20-21=0.05bar, II: ?p19-20=0.04bar 温度温差: 环境温度: 30°C, 预冷空气: 5°C 空气进冷箱: 10°C/8°C 膨胀以后空气过热度: 5°C, 6°C或8°C 主换热器I,II热端温差均为3°C,最小温差1°C LN过冷器冷端温差: 3~8°C 取38%O2 取22bar 取1.03bar 取8°C 取6°C 取5°C 主 要 设 计 及 说 明 主要结果 LA过冷器冷端温差: 3~5°C 效率: ηs=0.72(膨胀功不回收) ηT=0.65(空压机) ηm=0.75(机械效率) 其它条件： 液氧液面高度: 400mm 加工空气损失取10% 工艺流程计算 主要点状态参数 上塔顶部压力 p17=p21+?p20-21+?p19-20=1.03+0.05+0.04=1.12bar 上塔底部压力 p14=p17+?puc=1.12+0.2=1.32bar 冷凝蒸发器液氧液面温度 根据p14=1.32bar, yO2=99.5%O2, 查得： TLO2Su=92.5K 液氧密度 ρLO2=1131.8kg/m3 液氧底部压力 pLO2b=p14+ρLO2HLO2×10-4×98.0665 =1.32+1131.8×0.4×10-4×98.0665 =1.364bar 液氧底部温度 根据pLO2b=1.364bar, yO2=99.5%O2, 查得： 取5°C 上塔顶压力 1.12bar 上塔底压力 1.32bar 液氧液面温度 92.5K 主 要 设 计 及 说 明 主要结果 =93K 液氧平均温度 TLO2m=( TLO2Su+ TLO2b)/2=(92.5+93)/2=92.75K 下塔顶部氮气冷凝温度 冷凝蒸发器