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反應(yīng)釜模溫機選型如何計算

更新時間:10-04 20:49 點擊次數(shù):62 次

以企業(yè)實際的應(yīng)用為例:需要給一個3噸的反應(yīng)釜加熱冷卻控溫。反應(yīng)釜的進出油口徑為DN50(一進一出)物料為N-乙基吡咯烷酮2000kg左右,需要在1.5h把溫度加熱到150℃,冷卻的時候需要在1h左右把溫度冷卻到常溫(50度左右)。接下來是根據(jù)此案例給反應(yīng)釜模溫機選型的各類參數(shù)計算。


反應(yīng)釜模溫機選型計算選型步驟如下:


一、物料需要的加熱功率:


1、物料的比熱為0.52Kcal/kg.℃,物料2000kg


假設(shè)室溫為20℃,加熱到150℃,溫度差為130℃,時間為1.5小時.


加熱功率:P=W×△t×C÷(860×T)


加熱功率: P1=2000×130×0.52÷(860×1.5)=104.8KW;


2、夾套內(nèi)導(dǎo)熱油加溫需要的加熱功率;


導(dǎo)熱油比熱為0.5Kcal/kg,密度為0.85 kg/ dm3; 860千卡=1KW


假設(shè)室溫為20℃,因為要加熱物料和反應(yīng)釜,所以需要更高的油溫,則溫度差設(shè)為150℃,時間為1.5小時 夾套容積約為350L


加熱功率:P=W×△t×C÷(860×T)


加熱功率:P2=350×0.85×150×0.5÷(860×1.5)=17.29KW


3、反應(yīng)釜體升溫所需要加熱功率


鋼鐵比熱為0.11Kcal/kg.,860千卡=1KW,3000kg的反應(yīng)釜需要加熱的部分算整個反應(yīng)釜的70%


假設(shè)室溫為20℃,則溫度差設(shè)為130℃,時間為1.5小時


加熱功率:P=W×△t×C÷(860×T)


加熱功率:P3=3000×70%×130×0.11÷(860×1.5)=23.28KW;


模溫機總加熱功率:P3=104.8+17.29+23.28=145.37KW


以上計算以熱效率為100%,未計加熱過程中熱量的損失及反應(yīng)釜自身金屬升溫所需的熱量得出的結(jié)果.實際選擇時乘以安全系數(shù)1.2。


145.37KW×1.2=174.44KW. 則實際選擇180KW.


按照理論計算得出1.5小時將物料加熱到150度,反應(yīng)釜模溫機需要180KW的加熱功率。



反應(yīng)釜油加熱器


二、冷卻功率計算:


1、鋼體的冷卻功率


鋼的比熱為0.11Kcal/kg·℃,密度為7.9kg/dm3,鋼體降溫到50℃,則溫度差為100℃,冷卻時間1小時。


冷卻功率:P=W×△t×C÷(860×T),860千卡=1KW


冷卻功率:P=3000×0.7×100×0.11÷(860×1)=26.86KW;


2、熱盤油道內(nèi)導(dǎo)熱油的冷卻功率


油的比熱為0.5Kcal/kg·℃,密度為0.85kg/dm3,當(dāng)反應(yīng)釜降溫到50℃,導(dǎo)熱油溫度為30℃,所以溫度差為120℃,冷卻時間1小時。


冷卻功率:P=W×△t×C÷(860×T),860千卡=1KW


冷卻功率:P=350×0.85×120×0.5÷(860×1)=20.75KW


所以總的冷卻功率KW=26.86+20.76=47.62KW


3、冷卻換熱面積計算


根據(jù)以上設(shè)計,冷卻功率為47.62KW,殼管式換熱器水與油之間的換熱系數(shù)為200W/(m2℃),夏天最高溫度時冷凍水溫度為30多度,不可能將導(dǎo)熱油降溫至30度,所以,建議以冷凍機來給模溫機進行換熱冷卻。


假設(shè)冷凍機出水溫度t1=8℃,回水溫度t2=28℃


反應(yīng)釜溫度降到50度,導(dǎo)熱油從T1=150冷卻到T2=30℃


△T1=T1-t2=150-28=122 △T2=T2-t1=30-8=22


平均溫差△t=(△T1-△T2)/ln(△T1/△T2)=(122-22)/ln(122/22)=58.4℃


換熱面積(單位平方)=換熱功率(單位W)÷平均溫差÷傳熱系數(shù)(經(jīng)驗公式)


A=47.62KW×1000÷200W/(m2℃)÷58.4℃=4.07m2


其冷卻效率也不可能達到1,所以實際選擇時加0.2倍的安全系數(shù),


A=4.07×1.2=4.88m2


實際選擇5m2殼管式換熱器。



反應(yīng)釜模溫機


三、泵的選擇


進出油口徑為DN50(一進一出)


當(dāng)導(dǎo)熱油的流速為2m/s的時候,流量為14.6m3/h


泵選擇WRY65-40-200 流量為25m3/h,揚程為54米。


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