换热器总传热系数校核

0.02484
FP 1.8Pr0.17 1.8 0.02484 0.17 0.96
q Q 9056942 .62 103 26462 .79 S 3600 95.07
hnb1 0.00417Pc0.69q0.7Fp 0.00417 40790.69 26462.790.7 0.96 1547.16
由公式求得气态 PM
101 .33 78
2.48kg / m3
苯密度
RT 8.314 (273 .15 110 .32)
由公式求得气 态甲苯密度
平均密度：
PM
101 .33 92
2.93kg / m3
RT 8.314 (273 .15 110 .32)
y 1- y 2.48 0.0134 2.93 1 0.0134 2.924kg / m3
PM RT
101 .33 91.81
8.314 273 .15 110
.32
2.92
k
g
/
m3
V m 237 .33 91.81 7467 .19m3 / h
G
2.92
查表可知：100℃时，苯 792.5kg/m3 甲苯 790.3kg/m3 120℃时, 苯 768.9kg/m3 甲苯 770.0kg/m3
气态平均粘度
g 0.0134 10.259 1 0.0134 9.351 9.363 Pa s
平均导热系数
0.0059 116.00 1 0.0059 112.86 112.88mW /(m K)
液体平均比热容
Cp 0.0059 2.0015 1 0.0059 2.0231 2.0229 kJ /(kg K )
实
721 0.025 2 113.20m2
0
2.校核计算
2.1 壳程传热系数 o
由附录查得谁的各项理化性质为：
温度/
140
密度
926.1
导热系数
0.6850
黏度
0.2010
150 917.0 0.6838 0.1863
内插得t=143.3℃时，水的导热系数0.6846W/（m·℃） 水的密度923.01 kg/m3 ，水的粘度0.1960mPa·s
总传热系数的较核
1.初步计算管程数
1.1确定管程流速
设气化率为20％则：
L V ' 237 .33 1186 .65kmol / h 20% 20%
L L V 1186.65 237.33 949.32kmol/ h
M = 78×0.0134＋92×﹙1－0.0134﹚= 91.81g/mol
则内插得110.32℃时 苯 = 780.32kg/m3， 甲苯 = 779.83kg/m3
1- 780.32 0.0059 779.83 (1 0.0059) 779.83kg / m3
苯w
甲苯
w
V L 949 .32 91.81 111 .76m3 / h
L
779 .83
Gs
m 4480.38/ 3600 0.022
d 0 NT 0.025721
1
1
hc
0.945
3 L
3 L
g
LGs
4
0.945
0.68463923.0139.81 0.19600.022103
4
4895.97W
/(m.c)
2.2 管程传热系数 i
(1)相关物性数据参数
管内液体平均密度 L 779 .83kg / m3
苯
甲苯
查表得苯、甲苯的物料数据插值得110.32℃时：
液态比热容 kJ/(kg ℃）
热导率
苯
10.259
0.2344
2.0015
116.0
甲苯
来自百度文库
9.351
0.2454
2.0231
112.86
则液体平均粘度
L 0.0059 0.2344 1 0.0059 0.2454 0.2453 mPa s
C
pGi
(
Cp
)
2 3
0.004
2022
.9
121
.173
(
2022 .9 0.2453 10 112 .88 103
3
)
2 3
365 .37
hfc Fhl 1.0279365.37 375.564
(5)泡核沸腾传热膜系数： 查得：甲苯的临界压力为Pc=4079 kPa
Pr
p Pc
101 .33 4079
(2)计算易挥发组分含量：
xtt
(1 x
x )0.9 ( g l
)0.5 ( i g
)0.1
100.0.0005599
0.9
2.924 779.83
0.5
0.2453103 9.363106
0.1
8.5652
（3）计算两相运动增强因子：
F 2.35 (0.213 1 )0.736 2.35 (0.213 1 )0.736 1.0279
V VG VL 7467.19 111.76 7578.95m 3/h
1.2 流通截面积A
根据工艺据工艺要求再管程流速一般取6 - 8m/s； 则选管程流体速度取u = 8 m/s； A V 7578.95 0.2632m2
u 36008
1.3 单程换热管数n及管长L
选定换热管规格为φ25×2mm，则换热管数：
n
A Si
0.2632 4
(0.025 0.004 )2
760 根
单根管长：
L S 95.07 1.59m
nd0 760 0.025
按单根管长为1.6 m，则换热管数为：
n S 95.07 757 根
Ld0 1.6 0.025
s nLd 换热器共有721根换热管，
则换热总面积：
xtt
8.9182
（4）两相对流传热膜系数计算：
设气化率为20%，则总循环量为
m V 237 .33 91.81 108946.34 kg/h 30.26kg/s
20 00
20 00
Gi
m
ndi 2
30.26 4 721 0.0212
121 .173 kg /(m2
s)
hi
0.004
i hb hfc Shnb1 375 .564 0.88442 1547 .16 1743 .9
(6)计算管内传热系数：
Re
diGi
L
0.021 121 .173 0.2453 10 3
10373 .555
Retp Re(1 x)F1.25 10373.555(1 0.0059)1.02791.25 10673.24
(7)压制因子：
1
1
S 1 2.53106 Retp1.17 1 2.53106 10673.241.17 0.88442