化工原理课程设计

X3=FX0/（F-W1-W2-W3）=7800×16%/（7800-1316.3-1350.0-1468.3）= 34.1% X4=FX0/（F-W1-W2-W3-W4）=7800×16%/（7800-1316.3-1350.0-1468.3-1513.6）=60.0% 3、计算总有效温度差：

因冷凝器的压强及完成液的浓度没有变化,故第四效二次蒸汽的参数及溶液沸点均无变化。

第四效加热蒸汽温度T4＝t4+Δt4ˊ=64. 0+25.9=80.3℃

第三效二次蒸汽的温度T3ˊ= t3-Δ3ˊ-Δ3″= T4 +1∴t3= T4 +1+Δ3ˊ+Δ3″=92.93℃ 其余类推，结果列表于下：

表6

效次

加热蒸汽温度Ti /℃

第1效

第2效

第3效

第4效

116.37 110.29 102.43 4.2

5.7

9.5 92.93

89.9 25.9 64

有效温度差Δti ℃ 各效溶液沸点t ℃ 各效加热蒸汽蒸发热γ

i

112.17 104.59

kJ/kg 2214.9 2231.5 2252.2 2283.2

4.重新计算多效加热蒸汽消耗量和各效蒸发水量 第一效： 焓衡算式为：W1=η1[D1γ1/γ1ˊ+FCpw(t0-t1)/ γ1ˊ] ∵沸点进料 ∴t0=t1 又 热利用系数取η1=0.98

∴W1=η1D1γ1/γ1ˊ=0.98 D1×2214.3/2214.9=0.98D1 第二效： 焓衡算式为：W2=η2[W1γ2/γ2ˊ+（FCp0- W1Cpw ）×(t1-t2)/ γ2ˊ]（取η2=0.98） Cp0=4.187×[1-（0.71-0.0018×116.37+0.0011×0.193）×19.3/100]=3.78KJ/kg W2=0.98×[2214.9W1/2231.5+(7800×3.78-4.187W1)×(116.37-110.29)/2231.5] =78.7+0.96W1 第三效：

焓衡算式为：W3=η3[W2γ3/γ3ˊ+（FCp0- W1Cpw- W2Cpw ）×(t2-t3)/ γ3ˊ]（取η3=0.98） Cp0=4.187×[1-（0.71-0.0018×110.29+0.0011×0.243）×24.3/100]=3.67KJ/kg

W3=0.98×[2231.5W1/2252.2+(7800×3.67-4.187W2-4.187W1)×(110.29-102.43)/ 2252.2]

=96.78+0.94 W1 第四效：

焓衡算式：W4=η4[W3γ4/γ4ˊ+（FCp0- W1Cpw- W2Cpw- W3Cpw）×(t3-t4)/ γ4ˊ] Cp0=4.187×[1-（0.71-0.0018×102.43+0.0011×0.341）×34.1/100]

=3.44KJ/kg

W4=0.98×[2252.2W1/2283.2+(7800×3.44-4.187W3-4.187W2-4.187W1)×(102.43-89.9)/ 2283.2] =140.36+0.90W1 又W= W1+ W2+ W3+ W4=5648.3kg/h ∴ D1 =1410.7kg/h W1=1382.5kg/h；

W2=1405.9kg/h； W3=1396.3kg/h；

W4=1384.6kg/h； 5.传热面积的计算 由公式：Si=Qi / kiΔ

ti ； Qi = Diγi ； Δti =Ti - ti Ki=465Ti/xi

表7

第1效 1410.7 2214.3 2702.54 116.37 4.2 112.17 第2效 1396.3 2214.9 2001.41 110.29 5.7 104.59 75.30 第3效 1405.9 2231.5 1267.23 102.43 9.5 92.93 72.39 第4效 1382.5 2252.2 496.00 89.9 25.9 64 67.33 各效加热蒸汽消耗Di kg/h 各效加热蒸汽蒸发热γi KJ/kg 各效传热系数 Ki kcal/m.h.℃ 各效加热蒸汽温度Ti ℃ 3Δti =Ti - ti ℃ 各效溶液沸点ti ℃ 各效的传热面积Si/m 276.44 误差为：1-Smin/Smax=1- 67.33/76.44=0.11>0.05

相对偏差大于规定值,故进行重复计算。

三、第二轮重新计算 1.有效温度差的再分配

∵ S = (S1*Δt1+S2*Δt2+S3*Δt3+S4 *Δt4)/∑Δt

=(76.44*4.2+75.30*5.7+72.39*9.5+67.33*25.9)/45.3=70.2m2

∴Δt1'= S1/S×Δt1=4.6℃ Δt2'= S2/S×Δt2=6.1℃ Δt3'= S3/S×Δt3=9.8℃ Δt4'= S4/S×Δt4= 24.8℃ 2.重新计算各种温度差损失 重新计算完成液浓度:

X1=FX0/（F-W1）=7800×16%/（7800-1382.5）=19.4%

X2=FX0/（F-W1-W2）=7800×16/%（7800-1382.5-1405.9）=24.9%

X3=FX0/（F-W1-W2-W3）=7800×16%/（7800-1382.5-1405.9-1396.3）= 34.5% X4=FX0/（F-W1-W2-W3-W4）=7800×16%/（7800-1382.5-1405.9-1396.3-1384.6）=55.9% 3、计算总有效温度差：

因冷凝器的压强及完成液的浓度没有变化,故第四效二次蒸汽的参数及溶液沸点均无变化。

第四效加热蒸汽温度T4＝t4+Δt4ˊ=64. 0+21.7=85.7℃

第三效二次蒸汽的温度T3ˊ= t3-Δ3ˊ-Δ3″= T4 +1∴t3= T4 +1+Δ3ˊ+Δ3″=91.83℃ 其余类推，结果列表于下：

表8

效次 加热蒸汽温度Ti /℃ 第1效 第2效 第3效 第4效 116.37 4.6 111.77 2214.9 109.89 6.1 103.79 2232.5 101.63 9.8 91.83 2254.2 88.8 24.8 64.00 2311.5 有效温度差Δti ℃ 各效溶液沸点 ℃ 各效加热蒸汽蒸发热γi kJ/kg 4.重新计算多效加热蒸汽消耗量和各效蒸发水量 第一效： 焓衡算式为：W1=η1[D1γ1/γ1ˊ+FCpw(t0-t1)/ γ1ˊ] ∵沸点进料 ∴t0=t1 又 热利用系数取η1=0.98

∴W1=η1D1γ1/γ1ˊ=0.98 D1×2214.3/2214.9=0.98D1 第二效： 焓衡算式为：W2=η2[W1γ2/γ2ˊ+（FCp0- W1Cpw ）×(t1-t2)/ γ2ˊ]（取η2=0.98） Cp0=4.187×[1-（0.71-0.0018×116.37+0.0011×0.194）×19.4/100]=3.78KJ/kg W2=0.98×[2214.9W1/2232.5+(7800×3.78-4.187W1)×(116.37-109.89)/2232.5] =83.87+0.96W1 第三效：

焓衡算式为：W3=η3[W2γ3/γ3ˊ+（FCp0- W1Cpw- W2Cpw ）×(t2-t3)/ γ3ˊ]（取η3=0.98） Cp0=4.187×[1-（0.71-0.0018×109.89+0.0011×0.249）×24.9/100] =3.65KJ/kg

W3=0.98×[2232.5W1/2254.2+(7800×3.65-4.187W2-4.187W1)×(109.89-101.63)/ 2254.2] =101.0+0.94 W1 第四效：

焓衡算式：W4=η4[W3γ4/γ4ˊ+（FCp0- W1Cpw- W2Cpw- W3Cpw）×(t3-t4)/ γ4ˊ] Cp0=4.187×[1-（0.71-0.0018×101.63+0.0011×0.345）×34.5/100]

=3.41KJ/kg

W4=0.98×[2254.2W1/2311.5+(7800×3.41-4.187W3-4.187W2-4.187W1)×(101.63-88.8)/ 2311.5] =140.50+0.89W1 又W= W1+ W2+ W3+ W4=5648.3kg/h ∴ D1 =1411.9kg/h W1=1383.7kg/h；

W2=1412.2kg/h； W3=1401.7kg/h；

W4=1372.0kg/h； 5.传热面积的计算 由公式：Si=Qi / kiΔ

ti ； Qi = Diγi ； Δti =Ti - ti Ki=465Ti/xi

表9

第1效 1411.9 2214.3 第2效 1383.7 2214.9 第3效 1412.2 2232.5 第4效 1401.7 2254.2 各效加热蒸汽消耗Di kg/h 各效加热蒸汽蒸发热γi KJ/kg