再沸器設(shè)計(jì)課件

立式熱虹吸：▲循環(huán)推動(dòng)力：釜液和換熱器傳熱管氣液混合物的密度差。▲結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、傳熱系數(shù)高?！鴼こ滩荒軝C(jī)械清洗，不適宜高粘度、或臟的傳熱介質(zhì)?！峁庖悍蛛x空間和緩沖區(qū)。立式熱虹吸：1臥式熱虹吸：▲循環(huán)推動(dòng)力：釜液和換熱器傳熱管氣液混合物的密度差?！嫉孛娣e大，傳熱系數(shù)中等，維護(hù)、清理方便?！峁庖悍蛛x空間和緩沖區(qū)。

臥式熱虹吸：2強(qiáng)制循環(huán)式：▲適于高粘度、熱敏性物料，固體懸浮液和長(zhǎng)顯熱段和低蒸發(fā)比的高阻力系統(tǒng)。強(qiáng)制循環(huán)式：3釜式再沸器：▲可靠性高，維護(hù)、清理方便?！鴤鳠嵯禂?shù)小，殼體容積大，占地面積大，造價(jià)高，易結(jié)垢。釜式再沸器：4內(nèi)置式再沸器：▲結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。傳熱面積小，傳熱效果不理想。內(nèi)置式再沸器：5釜內(nèi)液位與再沸器上管板平齊管內(nèi)分兩段：LBC——顯熱段LCD——蒸發(fā)段二.立式熱虹吸式再沸器管內(nèi)流體的受熱分析釜內(nèi)液位與再沸器上管板平齊二.立式熱虹吸式再沸器管內(nèi)流6再沸器設(shè)計(jì)課件7三.設(shè)計(jì)條件流體管程—釜液。蒸發(fā)量、溫度、壓力殼程—加熱蒸汽或熱水。冷凝量（熱水流量）、溫度、壓力物性參數(shù)確定蒸汽壓曲線斜率的確定四.設(shè)計(jì)步驟估算傳熱面積，進(jìn)行再沸器的工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)假設(shè)再沸器的出口氣含率，核算熱流量計(jì)算釜液循環(huán)過(guò)程的推動(dòng)力和流動(dòng)阻力，核算出口氣含率三.設(shè)計(jì)條件流體四.設(shè)計(jì)步驟8估算設(shè)備尺寸1.計(jì)算傳熱速率（不計(jì)熱損）2.計(jì)算傳熱溫差T:殼程水蒸氣冷凝溫度Td:混合蒸汽露點(diǎn)Tb:混合蒸汽泡點(diǎn)t:釜液泡點(diǎn)：物流相變熱，kJ/kg,V:相變質(zhì)量流量，kg/s,b-boiling,c-condensation估算設(shè)備尺寸1.計(jì)算傳熱速率（不計(jì)熱損）2.計(jì)算傳熱溫差93.假定傳熱系數(shù)K查表3-15（p.91）有機(jī)液體-水蒸汽570-1140W/（m2·K）4.估算傳熱面積5.工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)選定傳熱管規(guī)格、單程管長(zhǎng)、管子排列方式計(jì)算管數(shù)，殼徑，接管尺寸3.假定傳熱系數(shù)K4.估算傳熱面積5.工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)10管規(guī)格：φ38×3、φ38×2.5、φ25×2.5φ25×2、φ19×2參見(jiàn)p61表3-2管長(zhǎng)L：2000、3000、4500、6000mm計(jì)算管數(shù)：殼徑DS：正三角形排列：

L/DS應(yīng)合理—約4~6，不合理時(shí)要調(diào)整

卷制殼體內(nèi)徑以400mm為基數(shù)，以100mm為進(jìn)檔級(jí)。接管尺寸，參照p92頁(yè)表3-16管規(guī)格：φ38×3、φ38×2.5、φ25×2.511五、傳熱能力核算1.顯熱段傳熱系數(shù)計(jì)算KL

(1)設(shè)傳熱管出口處氣含率xe（＜25%），計(jì)算循環(huán)量

Db:釜液蒸發(fā)質(zhì)量流量，kg/sWt:釜液循環(huán)質(zhì)量流量，kg/sS0:管內(nèi)流通截面積，m2di:傳熱管內(nèi)徑，mNT:傳熱管數(shù)（2）計(jì)算顯熱段管內(nèi)傳熱膜系數(shù)αi五、傳熱能力核算1.顯熱段傳熱系數(shù)計(jì)算KLDb:釜液蒸發(fā)質(zhì)量12Re>104,0.6<Pr<160,LBC/di>50管內(nèi)Re和Pr數(shù)：Re>104,0.6<Pr<160,LBC/13(3)殼程冷凝傳熱膜系數(shù)計(jì)算αOm:蒸汽冷凝液質(zhì)量流量，kg/sQ:冷凝熱流量，Wc:蒸汽冷凝熱，kJ/kg(3)殼程冷凝傳熱膜系數(shù)計(jì)算αOm:蒸汽冷凝液質(zhì)量流量，kg14(4)

計(jì)算顯熱段傳熱系數(shù)KL污垢熱阻R--p74,表3-9(4)計(jì)算顯熱段傳熱系數(shù)KL污垢熱阻R--p74,表3-152.蒸發(fā)段傳熱系數(shù)KE計(jì)算設(shè)計(jì)思路：xe<25%

控制在第二區(qū)：飽和泡核沸騰和兩相對(duì)流傳熱雙機(jī)理模型：同時(shí)考慮兩相對(duì)流傳熱機(jī)理和飽和泡核沸騰傳熱機(jī)理。

αv：管內(nèi)沸騰表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)αtp:兩相對(duì)流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)P94-95αnb:泡核沸騰表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)a:泡核沸騰壓抑因數(shù)2.蒸發(fā)段傳熱系數(shù)KE計(jì)算設(shè)計(jì)思路：xe<25%雙機(jī)理163.顯熱段及蒸發(fā)段長(zhǎng)度

根據(jù)飽和蒸汽壓和溫度關(guān)系計(jì)算3.顯熱段及蒸發(fā)段長(zhǎng)度根據(jù)飽和蒸汽壓和溫度關(guān)系計(jì)175.面積裕度核算—30%，若不合適要進(jìn)行調(diào)整4.計(jì)算平均傳熱系數(shù)KC5.面積裕度核算—30%，若不合適要進(jìn)行調(diào)整4.計(jì)算平均18六、循環(huán)流量的校核（1）計(jì)算循環(huán)推動(dòng)力△PD

液體氣化后產(chǎn)生密度差為推動(dòng)力（p.97-98）L的參考值見(jiàn)P98，表3-19六、循環(huán)流量的校核（1）計(jì)算循環(huán)推動(dòng)力△PDL的參考值見(jiàn)19蒸發(fā)段兩相流平均密度以出口氣含率的1/3計(jì)算。管程出口管內(nèi)兩相流密度以出口氣含率計(jì)算。蒸發(fā)段兩相流平均密度以出口氣含率的1/3計(jì)算。管程出口管內(nèi)兩20（2）循環(huán)阻力△Pf△Pf=△P1+△P2+△P3+△P4+△P5

①管程進(jìn)出口阻力△P1

②傳熱管顯熱段阻力△P2③傳熱管蒸發(fā)段阻力△P3④管內(nèi)動(dòng)能變化產(chǎn)生阻力△P4⑤管程出口段阻力△P5（2）循環(huán)阻力△Pf21

①管程進(jìn)出口阻力△P1

Li：進(jìn)口管長(zhǎng)度和當(dāng)量長(zhǎng)度之和，mDi：進(jìn)口管內(nèi)徑，mG：釜液在進(jìn)口管內(nèi)質(zhì)量流速，kg/m2s①管程進(jìn)出口阻力△P1Li：進(jìn)口管長(zhǎng)度和當(dāng)量長(zhǎng)度之和，m22②傳熱管顯熱段阻力△P2LBC：顯熱管長(zhǎng)度，mdi：傳熱管內(nèi)徑，mG：釜液在傳熱管質(zhì)量流速，kg/m2s②傳熱管顯熱段阻力△P2LBC：顯熱管長(zhǎng)度，m23③傳熱管蒸發(fā)段阻力△P3分別計(jì)算傳熱管蒸發(fā)段氣液兩相流動(dòng)阻力，再以一定方式相加。汽相阻力LCD：蒸發(fā)段長(zhǎng)度，mx:該段平均氣含率。③傳熱管蒸發(fā)段阻力△P3汽相阻力LCD：蒸發(fā)段長(zhǎng)度，m24液相阻力:蒸發(fā)段阻力△P3:液相阻力:蒸發(fā)段阻力△P3:25④管內(nèi)動(dòng)量變化產(chǎn)生阻力△P4M：動(dòng)量變化引起的阻力系數(shù)④管內(nèi)動(dòng)量變化產(chǎn)生阻力△P4M：動(dòng)量變化引起的阻力系數(shù)26⑤管程出口段阻力△P5汽相阻力⑤管程出口段阻力△P5汽相阻力27液相阻力管程出口段阻力△P5液相阻力管程出口段阻力△P528（3）循環(huán)推動(dòng)力△PD與循環(huán)阻力△Pf的比值計(jì)算正常工作時(shí)，兩項(xiàng)數(shù)值相等設(shè)計(jì)時(shí)，推動(dòng)力應(yīng)略大于阻力（安全設(shè)計(jì)）上述比值太大，則應(yīng)降低xe上述比值太小，則應(yīng)升高xe--重新假設(shè)傳熱系數(shù)K和氣含率xe重復(fù)上述計(jì)算過(guò)程，直至滿足傳熱和流體力學(xué)要求。（3）循環(huán)推動(dòng)力△PD與循環(huán)阻力△Pf的比值計(jì)算上述比值太大29立式熱虹吸：▲循環(huán)推動(dòng)力：釜液和換熱器傳熱管氣液混合物的密度差?！Y(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、傳熱系數(shù)高。▲殼程不能機(jī)械清洗，不適宜高粘度、或臟的傳熱介質(zhì)。▲塔釜提供氣液分離空間和緩沖區(qū)。立式熱虹吸：30臥式熱虹吸：▲循環(huán)推動(dòng)力：釜液和換熱器傳熱管氣液混合物的密度差?！嫉孛娣e大，傳熱系數(shù)中等，維護(hù)、清理方便?！峁庖悍蛛x空間和緩沖區(qū)。

臥式熱虹吸：31強(qiáng)制循環(huán)式：▲適于高粘度、熱敏性物料，固體懸浮液和長(zhǎng)顯熱段和低蒸發(fā)比的高阻力系統(tǒng)。強(qiáng)制循環(huán)式：32釜式再沸器：▲可靠性高，維護(hù)、清理方便?！鴤鳠嵯禂?shù)小，殼體容積大，占地面積大，造價(jià)高，易結(jié)垢。釜式再沸器：33內(nèi)置式再沸器：▲結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。傳熱面積小，傳熱效果不理想。內(nèi)置式再沸器：34釜內(nèi)液位與再沸器上管板平齊管內(nèi)分兩段：LBC——顯熱段LCD——蒸發(fā)段二.立式熱虹吸式再沸器管內(nèi)流體的受熱分析釜內(nèi)液位與再沸器上管板平齊二.立式熱虹吸式再沸器管內(nèi)流35再沸器設(shè)計(jì)課件36三.設(shè)計(jì)條件流體管程—釜液。蒸發(fā)量、溫度、壓力殼程—加熱蒸汽或熱水。冷凝量（熱水流量）、溫度、壓力物性參數(shù)確定蒸汽壓曲線斜率的確定四.設(shè)計(jì)步驟估算傳熱面積，進(jìn)行再沸器的工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)假設(shè)再沸器的出口氣含率，核算熱流量計(jì)算釜液循環(huán)過(guò)程的推動(dòng)力和流動(dòng)阻力，核算出口氣含率三.設(shè)計(jì)條件流體四.設(shè)計(jì)步驟37估算設(shè)備尺寸1.計(jì)算傳熱速率（不計(jì)熱損）2.計(jì)算傳熱溫差T:殼程水蒸氣冷凝溫度Td:混合蒸汽露點(diǎn)Tb:混合蒸汽泡點(diǎn)t:釜液泡點(diǎn)：物流相變熱，kJ/kg,V:相變質(zhì)量流量，kg/s,b-boiling,c-condensation估算設(shè)備尺寸1.計(jì)算傳熱速率（不計(jì)熱損）2.計(jì)算傳熱溫差383.假定傳熱系數(shù)K查表3-15（p.91）有機(jī)液體-水蒸汽570-1140W/（m2·K）4.估算傳熱面積5.工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)選定傳熱管規(guī)格、單程管長(zhǎng)、管子排列方式計(jì)算管數(shù)，殼徑，接管尺寸3.假定傳熱系數(shù)K4.估算傳熱面積5.工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)39管規(guī)格：φ38×3、φ38×2.5、φ25×2.5φ25×2、φ19×2參見(jiàn)p61表3-2管長(zhǎng)L：2000、3000、4500、6000mm計(jì)算管數(shù)：殼徑DS：正三角形排列：

L/DS應(yīng)合理—約4~6，不合理時(shí)要調(diào)整

卷制殼體內(nèi)徑以400mm為基數(shù)，以100mm為進(jìn)檔級(jí)。接管尺寸，參照p92頁(yè)表3-16管規(guī)格：φ38×3、φ38×2.5、φ25×2.540五、傳熱能力核算1.顯熱段傳熱系數(shù)計(jì)算KL

(1)設(shè)傳熱管出口處氣含率xe（＜25%），計(jì)算循環(huán)量

Db:釜液蒸發(fā)質(zhì)量流量，kg/sWt:釜液循環(huán)質(zhì)量流量，kg/sS0:管內(nèi)流通截面積，m2di:傳熱管內(nèi)徑，mNT:傳熱管數(shù)（2）計(jì)算顯熱段管內(nèi)傳熱膜系數(shù)αi五、傳熱能力核算1.顯熱段傳熱系數(shù)計(jì)算KLDb:釜液蒸發(fā)質(zhì)量41Re>104,0.6<Pr<160,LBC/di>50管內(nèi)Re和Pr數(shù)：Re>104,0.6<Pr<160,LBC/42(3)殼程冷凝傳熱膜系數(shù)計(jì)算αOm:蒸汽冷凝液質(zhì)量流量，kg/sQ:冷凝熱流量，Wc:蒸汽冷凝熱，kJ/kg(3)殼程冷凝傳熱膜系數(shù)計(jì)算αOm:蒸汽冷凝液質(zhì)量流量，kg43(4)

計(jì)算顯熱段傳熱系數(shù)KL污垢熱阻R--p74,表3-9(4)計(jì)算顯熱段傳熱系數(shù)KL污垢熱阻R--p74,表3-442.蒸發(fā)段傳熱系數(shù)KE計(jì)算設(shè)計(jì)思路：xe<25%

控制在第二區(qū)：飽和泡核沸騰和兩相對(duì)流傳熱雙機(jī)理模型：同時(shí)考慮兩相對(duì)流傳熱機(jī)理和飽和泡核沸騰傳熱機(jī)理。

αv：管內(nèi)沸騰表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)αtp:兩相對(duì)流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)P94-95αnb:泡核沸騰表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)a:泡核沸騰壓抑因數(shù)2.蒸發(fā)段傳熱系數(shù)KE計(jì)算設(shè)計(jì)思路：xe<25%雙機(jī)理453.顯熱段及蒸發(fā)段長(zhǎng)度

根據(jù)飽和蒸汽壓和溫度關(guān)系計(jì)算3.顯熱段及蒸發(fā)段長(zhǎng)度根據(jù)飽和蒸汽壓和溫度關(guān)系計(jì)465.面積裕度核算—30%，若不合適要進(jìn)行調(diào)整4.計(jì)算平均傳熱系數(shù)KC5.面積裕度核算—30%，若不合適要進(jìn)行調(diào)整4.計(jì)算平均47六、循環(huán)流量的校核（1）計(jì)算循環(huán)推動(dòng)力△PD

液體氣化后產(chǎn)生密度差為推動(dòng)力（p.97-98）L的參考值見(jiàn)P98，表3-19六、循環(huán)流量的校核（1）計(jì)算循環(huán)推動(dòng)力△PDL的參考值見(jiàn)48蒸發(fā)段兩相流平均密度以出口氣含率的1/3計(jì)算。管程出口管內(nèi)兩相流密度以出口氣含率計(jì)算。蒸發(fā)段兩相流平均密度以出口氣含率的1/3計(jì)算。管程出口管內(nèi)兩49（2）循環(huán)阻力△Pf△Pf=△P1+△P2+△P3+△P4+△P5

①管程進(jìn)出口阻力△P1

②傳熱管顯熱段阻力△P2③傳熱管蒸發(fā)段阻力△P3④管內(nèi)動(dòng)能變化產(chǎn)生阻力△P4⑤管程出口段阻力△P5（2）循環(huán)阻力△Pf50

①管程進(jìn)出口阻力△P1

Li：