再沸器设计课件

立式热虹吸：▲循环推动力：釜液和换热器传热管气液混合物的密度差。▲结构紧凑、占地面积小、传热系数高。▲壳程不能机械清洗，不适宜高粘度、或脏的传热介质。▲塔釜提供气液分离空间和缓冲区。立式热虹吸：1卧式热虹吸：▲循环推动力：釜液和换热器传热管气液混合物的密度差。▲占地面积大，传热系数中等，维护、清理方便。▲塔釜提供气液分离空间和缓冲区。

卧式热虹吸：2强制循环式：▲适于高粘度、热敏性物料，固体悬浮液和长显热段和低蒸发比的高阻力系统。强制循环式：3釜式再沸器：▲可靠性高，维护、清理方便。▲传热系数小，壳体容积大，占地面积大，造价高，易结垢。釜式再沸器：4内置式再沸器：▲结构简单。传热面积小，传热效果不理想。内置式再沸器：5釜内液位与再沸器上管板平齐管内分两段：LBC——显热段LCD——蒸发段二.立式热虹吸式再沸器管内流体的受热分析釜内液位与再沸器上管板平齐二.立式热虹吸式再沸器管内流6再沸器设计课件7三.设计条件流体管程—釜液。蒸发量、温度、压力壳程—加热蒸汽或热水。冷凝量（热水流量）、温度、压力物性参数确定蒸汽压曲线斜率的确定四.设计步骤估算传热面积，进行再沸器的工艺结构设计假设再沸器的出口气含率，核算热流量计算釜液循环过程的推动力和流动阻力，核算出口气含率三.设计条件流体四.设计步骤8估算设备尺寸1.计算传热速率（不计热损）2.计算传热温差T:壳程水蒸气冷凝温度Td:混合蒸汽露点Tb:混合蒸汽泡点t:釜液泡点：物流相变热，kJ/kg,V:相变质量流量，kg/s,b-boiling,c-condensation估算设备尺寸1.计算传热速率（不计热损）2.计算传热温差93.假定传热系数K查表3-15（p.91）有机液体-水蒸汽570-1140W/（m2·K）4.估算传热面积5.工艺结构设计选定传热管规格、单程管长、管子排列方式计算管数，壳径，接管尺寸3.假定传热系数K4.估算传热面积5.工艺结构设计10管规格：φ38×3、φ38×2.5、φ25×2.5φ25×2、φ19×2参见p61表3-2管长L：2000、3000、4500、6000mm计算管数：壳径DS：正三角形排列：

L/DS应合理—约4~6，不合理时要调整

卷制壳体内径以400mm为基数，以100mm为进档级。接管尺寸，参照p92页表3-16管规格：φ38×3、φ38×2.5、φ25×2.511五、传热能力核算1.显热段传热系数计算KL

(1)设传热管出口处气含率xe（＜25%），计算循环量

Db:釜液蒸发质量流量，kg/sWt:釜液循环质量流量，kg/sS0:管内流通截面积，m2di:传热管内径，mNT:传热管数（2）计算显热段管内传热膜系数αi五、传热能力核算1.显热段传热系数计算KLDb:釜液蒸发质量12Re>104,0.6<Pr<160,LBC/di>50管内Re和Pr数：Re>104,0.6<Pr<160,LBC/13(3)壳程冷凝传热膜系数计算αOm:蒸汽冷凝液质量流量，kg/sQ:冷凝热流量，Wc:蒸汽冷凝热，kJ/kg(3)壳程冷凝传热膜系数计算αOm:蒸汽冷凝液质量流量，kg14(4)

计算显热段传热系数KL污垢热阻R--p74,表3-9(4)计算显热段传热系数KL污垢热阻R--p74,表3-152.蒸发段传热系数KE计算设计思路：xe<25%

控制在第二区：饱和泡核沸腾和两相对流传热双机理模型：同时考虑两相对流传热机理和饱和泡核沸腾传热机理。

αv：管内沸腾表面传热系数αtp:两相对流表面传热系数P94-95αnb:泡核沸腾表面传热系数a:泡核沸腾压抑因数2.蒸发段传热系数KE计算设计思路：xe<25%双机理163.显热段及蒸发段长度

根据饱和蒸汽压和温度关系计算3.显热段及蒸发段长度根据饱和蒸汽压和温度关系计175.面积裕度核算—30%，若不合适要进行调整4.计算平均传热系数KC5.面积裕度核算—30%，若不合适要进行调整4.计算平均18六、循环流量的校核（1）计算循环推动力△PD

液体气化后产生密度差为推动力（p.97-98）L的参考值见P98，表3-19六、循环流量的校核（1）计算循环推动力△PDL的参考值见19蒸发段两相流平均密度以出口气含率的1/3计算。管程出口管内两相流密度以出口气含率计算。蒸发段两相流平均密度以出口气含率的1/3计算。管程出口管内两20（2）循环阻力△Pf△Pf=△P1+△P2+△P3+△P4+△P5

①管程进出口阻力△P1

②传热管显热段阻力△P2③传热管蒸发段阻力△P3④管内动能变化产生阻力△P4⑤管程出口段阻力△P5（2）循环阻力△Pf21

①管程进出口阻力△P1

Li：进口管长度和当量长度之和，mDi：进口管内径，mG：釜液在进口管内质量流速，kg/m2s①管程进出口阻力△P1Li：进口管长度和当量长度之和，m22②传热管显热段阻力△P2LBC：显热管长度，mdi：传热管内径，mG：釜液在传热管质量流速，kg/m2s②传热管显热段阻力△P2LBC：显热管长度，m23③传热管蒸发段阻力△P3分别计算传热管蒸发段气液两相流动阻力，再以一定方式相加。汽相阻力LCD：蒸发段长度，mx:该段平均气含率。③传热管蒸发段阻力△P3汽相阻力LCD：蒸发段长度，m24液相阻力:蒸发段阻力△P3:液相阻力:蒸发段阻力△P3:25④管内动量变化产生阻力△P4M：动量变化引起的阻力系数④管内动量变化产生阻力△P4M：动量变化引起的阻力系数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）循环推动力△PD与循环阻力△Pf的比值计算正常工作时，两项数值相等设计时，推动力应略大于阻力（安全设计）上述比值太大，则应降低xe上述比值太小，则应升高xe--重新假设传热系数K和气含率xe重复上述计算过程，直至满足传热和流体力学要求。（3）循环推动力△PD与循环阻力△Pf的比值计算上述比值太大29立式热虹吸：▲循环推动力：釜液和换热器传热管气液混合物的密度差。▲结构紧凑、占地面积小、传热系数高。▲壳程不能机械清洗，不适宜高粘度、或脏的传热介质。▲塔釜提供气液分离空间和缓冲区。立式热虹吸：30卧式热虹吸：▲循环推动力：釜液和换热器传热管气液混合物的密度差。▲占地面积大，传热系数中等，维护、清理方便。▲塔釜提供气液分离空间和缓冲区。

卧式热虹吸：31强制循环式：▲适于高粘度、热敏性物料，固体悬浮液和长显热段和低蒸发比的高阻力系统。强制循环式：32釜式再沸器：▲可靠性高，维护、清理方便。▲传热系数小，壳体容积大，占地面积大，造价高，易结垢。釜式再沸器：33内置式再沸器：▲结构简单。传热面积小，传热效果不理想。内置式再沸器：34釜内液位与再沸器上管板平齐管内分两段：LBC——显热段LCD——蒸发段二.立式热虹吸式再沸器管内流体的受热分析釜内液位与再沸器上管板平齐二.立式热虹吸式再沸器管内流35再沸器设计课件36三.设计条件流体管程—釜液。蒸发量、温度、压力壳程—加热蒸汽或热水。冷凝量（热水流量）、温度、压力物性参数确定蒸汽压曲线斜率的确定四.设计步骤估算传热面积，进行再沸器的工艺结构设计假设再沸器的出口气含率，核算热流量计算釜液循环过程的推动力和流动阻力，核算出口气含率三.设计条件流体四.设计步骤37估算设备尺寸1.计算传热速率（不计热损）2.计算传热温差T:壳程水蒸气冷凝温度Td:混合蒸汽露点Tb:混合蒸汽泡点t:釜液泡点：物流相变热，kJ/kg,V:相变质量流量，kg/s,b-boiling,c-condensation估算设备尺寸1.计算传热速率（不计热损）2.计算传热温差383.假定传热系数K查表3-15（p.91）有机液体-水蒸汽570-1140W/（m2·K）4.估算传热面积5.工艺结构设计选定传热管规格、单程管长、管子排列方式计算管数，壳径，接管尺寸3.假定传热系数K4.估算传热面积5.工艺结构设计39管规格：φ38×3、φ38×2.5、φ25×2.5φ25×2、φ19×2参见p61表3-2管长L：2000、3000、4500、6000mm计算管数：壳径DS：正三角形排列：

L/DS应合理—约4~6，不合理时要调整

卷制壳体内径以400mm为基数，以100mm为进档级。接管尺寸，参照p92页表3-16管规格：φ38×3、φ38×2.5、φ25×2.540五、传热能力核算1.显热段传热系数计算KL

(1)设传热管出口处气含率xe（＜25%），计算循环量

Db:釜液蒸发质量流量，kg/sWt:釜液循环质量流量，kg/sS0:管内流通截面积，m2di:传热管内径，mNT:传热管数（2）计算显热段管内传热膜系数αi五、传热能力核算1.显热段传热系数计算KLDb:釜液蒸发质量41Re>104,0.6<Pr<160,LBC/di>50管内Re和Pr数：Re>104,0.6<Pr<160,LBC/42(3)壳程冷凝传热膜系数计算αOm:蒸汽冷凝液质量流量，kg/sQ:冷凝热流量，Wc:蒸汽冷凝热，kJ/kg(3)壳程冷凝传热膜系数计算αOm:蒸汽冷凝液质量流量，kg43(4)

计算显热段传热系数KL污垢热阻R--p74,表3-9(4)计算显热段传热系数KL污垢热阻R--p74,表3-442.蒸发段传热系数KE计算设计思路：xe<25%

控制在第二区：饱和泡核沸腾和两相对流传热双机理模型：同时考虑两相对流传热机理和饱和泡核沸腾传热机理。

αv：管内沸腾表面传热系数αtp:两相对流表面传热系数P94-95αnb:泡核沸腾表面传热系数a:泡核沸腾压抑因数2.蒸发段传热系数KE计算设计思路：xe<25%双机理453.显热段及蒸发段长度

根据饱和蒸汽压和温度关系计算3.显热段及蒸发段长度根据饱和蒸汽压和温度关系计465.面积裕度核算—30%，若不合适要进行调整4.计算平均传热系数KC5.面积裕度核算—30%，若不合适要进行调整4.计算平均47六、循环流量的校核（1）计算循环推动力△PD

液体气化后产生密度差为推动力（p.97-98）L的参考值见P98，表3-19六、循环流量的校核（1）计算循环推动力△PDL的参考值见48蒸发段两相流平均密度以出口气含率的1/3计算。管程出口管内两相流密度以出口气含率计算。蒸发段两相流平均密度以出口气含率的1/3计算。管程出口管内两49（2）循环阻力△Pf△Pf=△P1+△P2+△P3+△P4+△P5

①管程进出口阻力△P1

②传热管显热段阻力△P2③传热管蒸发段阻力△P3④管内动能变化产生阻力△P4⑤管程出口段阻力△P5（2）循环阻力△Pf50

①管程进出口阻力△P1

Li：