设计任务和设计条件
某生产过程的流程如图所示。反应器的混合气体经与进料物流℃之后,进入60换热后,用循环冷却水将其从110℃进一步冷却至为量的流知混合气体组吸塔收其中的可溶性分。已吸收237301,压力为69,循环冷却水的压力为04,循环MPaMPahkg水的入口温度为29℃,出口的温度为39℃,试设计一列管式换热器,完成生产任务。
f物性特征:混和气体在35℃下的有关物性数据如下(来自生产中的
实测值):
密度
3mkg901
定压
比热容
3297kjkg℃c1p
热导率
00279wm
1粘度
5Pas511011
下的物性数据:34℃循环水在3m9943
密度
1℃4174kjkg定压比热容c1p0624wm℃热导率
1
粘度3Pas1074201确定设计方案
1.选择换热器的类型
两流体温的变化情况:热流体进口温度110℃出口温度60℃;冷流
体进口温度29℃,出口温度为39℃,该换热器用循环冷却水冷却,
冬季操作时,其进口温度会降低,考虑到这一因素,估计该换热器的
管壁温度和壳体温度之差较大,因此初步确定选用浮头式换热器。
2.管程安排
从两物流的操作压力看,应使混合气体走管程,循环冷却水走壳程。
但由于循环冷却水较易结垢,若其流速太低,将会加快污垢增长速度,
使换热器的热流量下降,所以从总体考虑,应使循环水走管程,混和
气体走壳程。
f浮头式换热器介绍浮头式换热器的特点是有一端管板不与外壳连为一体,可以沿
轴向自由浮动。这种结构不但完全消除了热应力的影响,且由于固2定端的管板以法兰与壳体连接,整个管束可以从壳体中抽出,因此便于清洗和检修。故浮头式换热器应用较为普遍,但它的结构比较复杂,造价较高。
确定物性数据
f定性温度:对于一般气体和水等低黏度流体,其定性温
度可取流体进出口温度的平均值。故壳程混和气体的定性温度为
1106085℃
T
2管程流体的定
性温度为
3
3929℃t34
2
根据定性温度,分别查取壳程和管程流体的有关物性数
据。对混合气体来说,最可靠的无形数据是实测值。若不具备此条件,
则应分别查取混合无辜组分的有关物性数据,然后按照相应的加和方
法求出混和气体的物性数据。
混和气体在35℃下的有关物性数据如下(来自生产中
的实测值):
密度
3m90kg1
定压
比热容
3297kjkg℃c1p
热导率
00279wm
15Pas
10
15×粘度1
循环水在34℃下的物性数据:
3
密度9943m1
定压比热容
4174kjkg℃c1p
热导率
0624wm℃13Pas
粘度100742×1算传热面积
热流量.1Qmct1111p77kw10×10kjh1086×
f110603913297237301××2平均传热温差先按照纯逆流计算r