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[工艺选型] 换热器工艺设计大学—实战系列课程连载(Wiseboy/程惠亭教授 主讲)

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henghenghaVIP会员 VIP会员 | 显示全部楼层       最后访问IP河北省
头衔:  TA暂未设置 
哇哦,膜拜大师!常来学习

 

发表于 2014-4-2 14:45:19

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水竹子VIP会员 VIP会员 | 显示全部楼层       最后访问IP四川省
头衔:  TA暂未设置 
不错,做个记号慢慢学习

 

发表于 2014-4-2 16:50:57

 

 

 

Peterpaul彼得保罗
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feiyue2236VIP会员 VIP会员 | 显示全部楼层       最后访问IP
头衔:  TA暂未设置 
楼主给力啊,我已经粘贴到Word里面了,找个时间一定好好再算下

 

发表于 2014-4-3 07:56:53

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好好学习,天天向上,我来了

 

发表于 2014-4-3 08:50:38

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yeeVIP会员 VIP会员 | 显示全部楼层       最后访问IP江苏省
头衔:  TA暂未设置 
本帖最后由 yee 于 2014-4-3 14:02 编辑

最近做换热器计算,发现管外给热系数的计算公式中圆环形挡板α=2.08xABC ,圆缺形 α=1.72xABC ,公式中系数2.08比1.72大,后面公式都一样,这样算下来圆环形折流板给热系数大于圆缺形,这和理论不符啊,我哪地方出错了啊,求教

 

发表于 2014-4-3 14:00:45

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wiseboy楼主 VIP会员 VIP会员 | 显示全部楼层       最后访问IP陕西省
头衔:  【教授级高级工程师】
本帖最后由 wiseboy 于 2014-4-3 14:22 编辑
yee 发表于 2014-4-3 14:00
最近做换热器计算,发现管外给热系数的计算公式中圆环形挡板α=2.08xABC ,圆缺形 α=1.72xABC ,公式中系数 ...


二者的ABC的数值不同,比如流速不同。。。。。。你需要仔细计算。

 

发表于 2014-4-3 14:20:11

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yeeVIP会员 VIP会员 | 显示全部楼层       最后访问IP江苏省
头衔:  TA暂未设置 
wiseboy 发表于 2014-4-3 14:20
二者的ABC的数值不同,比如流速不同。。。。。。你需要仔细计算。

非常感谢,仔细看了一下流速的定义,看来还要根据折流板的缺口和间距具体计算,我们这边计算流速的时候直接无视掉折流板,这样流速易算,但增加了余量。所以这样圆盘型的给热系数大于圆缺形的给热系数。

 

发表于 2014-4-3 17:20:26

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wiseboy楼主 VIP会员 VIP会员 | 显示全部楼层       最后访问IP陕西省
头衔:  【教授级高级工程师】
本帖最后由 wiseboy 于 2014-4-3 19:20 编辑
yee 发表于 2014-4-3 17:20
非常感谢,仔细看了一下流速的定义,看来还要根据折流板的缺口和间距具体计算,我们这边计算流速的时候直 ...


“无视掉折流板”,那不是瞎弄吗?连谱也没有。
赶快去上大学:
换热器工艺设计大学——实战系列课程连载(Wiseboy 主讲)
http://bbs.hcbbs.com/thread-1283286-1-1.html

 

发表于 2014-4-3 19:18:27

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山丘之王VIP会员 VIP会员 | 显示全部楼层       最后访问IP河南省
头衔:  TA暂未设置 
待我将楼主的帖子看完,如果我全部学会了,以后就去干换热器的工作了。

 

发表于 2014-4-4 08:09:49

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wiseboy楼主 VIP会员 VIP会员 | 显示全部楼层       最后访问IP陕西省
头衔:  【教授级高级工程师】
本帖最后由 wiseboy 于 2014-4-14 18:30 编辑

第十一课:蒸汽冷凝换热器工艺设计——多组份冷凝
多组分冷凝是在一个温度范围进行的。比如,100 C、100kPa的纯粹水蒸气,它的冷凝点就是一个固定的:100 C。但是100 C、100kPa的水+乙醇蒸气,它的冷凝点不固定。工艺(产品要求)上必须划定冷凝温度范围,比如从100 C 冷却到50 C。这混合物蒸汽的冷凝如何计算呢?一句话:异常复杂。
手算方法:把冷凝分为几个温度段计算:比如:100-90、90-80、80-70、70-60、60-50 C。

先计算第一个段:
需要计算气液平衡。比如:水+乙醇蒸气,根据它的组成计算90C时候的:
1)剩余气体量:
   水气对少?乙醇气体多少?
2)冷凝下来液体量:
  液体水对少?液体乙醇多少?
剩下来才是换热器结构设计。
气液平衡,用哪个热力学方程(EOS)合适?针对水+乙醇这个气液平衡,需要用活度系数模型——这是一大类EOS,不下几十个。常用的不到10个。比如Wilson、UNFAC。关于气液平衡的计算,超出了绝大部分人的知识范围和手算时的忍耐力——你不仅要有深度热力学基础、还需要有时间和精力。我觉得,在当下,手算混合气体冷凝是不现实的。那么,怎么办?——“你懂的”
这一课,手算只能讲到这个深度
习题:11-01
100 C、100 kPa 的混合气体2000 kg/h,(质量比):乙醇:90.0%,水:10.0%。冷却到:77.3 C。
用循环水进口32 C,出口38 C。设计冷凝器,并计算循环水用量。
参考答案
1.手算过程有A4幅面的计算书几十页,不在这里浪费空间和大家时间了——估计也没有几个人有耐心看。
2.软件结果:
1)用Aspen Hysys 模拟了一下,冷凝液量:433.3 kg。冷凝率=433.3/2000=21.67%。有了冷凝率这个重要参数,换热器大师就如鱼得水。可以轻而易举地、准确地计算这个换热器。
2)用换热器大师计算结果如下:
1.png
2.PNG

 

发表于 2014-4-9 11:06:58

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j16119VIP会员 VIP会员 | 显示全部楼层       最后访问IP内蒙古自治区
头衔:  TA暂未设置 
顶楼主帖子!看了楼主教程,受益匪浅。
现在手工计算的少了,但是只会软件的话对数据的得到就没有太深的概念,更别提考虑各种变量的影响了。
现在做工艺包虽说提给设备厂商提简单的工艺条件就行了,但远远不够的,换热器和塔的计算是核心,知道的越多越深越好。
希望楼主继续啊 呵呵。看你的帖子比看书强上百倍。

 

发表于 2014-4-9 11:12:46

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永富VIP会员 VIP会员 | 显示全部楼层       最后访问IP上海市
头衔:  【静设备设计管理】
工作几年,参加设计过的换热器也有几十台了;但是对换热器的本质设计思路和process date sheet 的数据来源一直没有明晰的理解;此贴对我受益颇大,感谢楼主的无私奉献精神和敬业精神!

 

发表于 2014-4-10 17:22:57

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wiseboy楼主 VIP会员 VIP会员 | 显示全部楼层       最后访问IP陕西省
头衔:  【教授级高级工程师】
本帖最后由 wiseboy 于 2014-4-16 16:31 编辑

第十二课:蒸汽冷凝换热器工艺设计——含有惰性气体的多组份冷凝
一、理论
       含有惰性气体的多组份冷凝
是在一个温度(沸)点进行,但有不凝结的成分。比如,水蒸气+氮气混合气体在100 C,100 kPa下冷凝,水几乎冷凝完了,氮气几乎不冷凝不冷凝的气体组分,叫做惰性组分
含有惰性气体的多组份冷凝有什么特点?既然惰性组份不冷凝,不计它不就完了?——这是相当一部分人的“幼稚”想法,这不是危言耸听,有人就这样算过换热器。说来话长,简言之:惰性组份是冷凝的绊脚石——他不冷凝,却阻碍可凝气体的冷凝。影响有多大?相当大。比如:纯组份蒸汽的冷凝膜系数是a=6000 W/m2.C,如果掺入5%(质量)的氮气,冷凝膜系数可能降到a=600 W/m2.C。
       如何定量计算含有惰性气体的多组份冷凝的膜系数,是一个比较复杂的问题,但是有相当多的实验可以参考。我综合了前人的一些实验成果,把它表达为:α=k.αo
式中:α——含有惰性气体的多组份冷凝的膜系数,W/m2.C;
          αo——按常规计算的多组份冷凝的膜系数,W/m2.C。
问题的核心使计算修正系数k。显然K<1.0。
k是惰性气体含量的函数,有相关实验图可查。在这里就不贴出哪些图形了。
换热器大师的k的计算模型,是从自己的内部数据库查阅的。
    还需要注意的是,惰性组份不冷凝,热量恒算时,不要计算惰性组份的冷凝(蒸发潜)热——否则你会把热量算大了。实践中有人就这么干了,当然这不会出危险,最终多算了一些换热面积而已
**Wiseboy理论梗概**:实验证实,在滴状冷凝中,惰性组份的影响不大。Wiseboy认为:由于滴状冷凝中,液滴的直径常常远大于惰性气体膜厚度惰性气体不足以淹没液滴,故此对冷凝影响甚微。但是,冷凝器运行稳定后,都是膜状冷凝,所以惰性气体膜严重阻碍冷凝。
二、习题
习题12-01
    1200 kg/h 常压饱和蒸汽在壳程冷凝。循环水走管程,进口32 C,出口38 C。按以下情况分别计算换热器:
    1)蒸汽为纯水蒸汽;
    2)蒸汽含1%(质量)不凝气体氮气
物性数据参照换热器大师的截图。因为氮气只有1.0%,可以近似认为1)和2)的物性不变。
手算参考答案
    1)壳程膜系数:as=7480 W/(m2.C),修正系数k=1.0000;
    2)壳程膜系数: as=3350 W/(m2.C),修正系数k=0.4479。管外壁面温度:77.8 C。
    关于修正系数k,可查阅相关文献。换热器大师内置了关于k的数据库。
提示:惰性气体使得壳程膜系数降低约45%,但是总传热系数下降要小于45%些。利用我目前所讲的课程,你完全可以手工计算整个换热器:方法给大家了,计算十分、十分啰嗦,那没有办法。
换热器大师的计算结果如下。有耐心的读者好好对比一下两者的差异。
1)纯水蒸汽冷凝:
1.PNG
2)蒸汽含1%(质量)氮气的冷凝:
2.PNG
3)布管图:
3.PNG
格言:不要抱怨世界太复杂——不复杂不叫世界

 

发表于 2014-4-10 19:25:39

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wangzh771014VIP会员 VIP会员 | 显示全部楼层       最后访问IP陕西省
头衔:  TA暂未设置 
换热器工艺设计大学——实战系列课程连载(Wiseboy 主讲),楼主讲的很好,值得学习,但是与“换热器大师”软件结合在一起,感觉是在为“换热器大师”软件做广告。上论坛的朋友,除了单位有,没有几个人能用的起每年上万元的“换热器大师软件”

 

发表于 2014-4-14 10:04:12

点评

那你就找个单位吧?自己干,要是真的一年支付不起万元软件费,也算是蛮失败的。  发表于 2014-4-14 15:55
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wiseboy楼主 VIP会员 VIP会员 | 显示全部楼层       最后访问IP陕西省
头衔:  【教授级高级工程师】
本帖最后由 wiseboy 于 2014-4-14 11:02 编辑
wangzh771014 发表于 2014-4-14 10:04
换热器工艺设计大学——实战系列课程连载(Wiseboy 主讲),楼主讲的很好,值得学习,但是与“换热器大师”软 ...


      手算过程有了,对你就是帮助。和软件对比,也是好多人强烈提出的要求。“上论坛的朋友,除了单位有.....”,你也承认单位有软件,这论坛并不是只为个人开的,只为个人服务。不下几百家单位从我这里学习软件、受益。而且软件还有HTRI、HTFS、EDR、SW6等,他们都是换热设备领域的热门话题。
      还有,讲座中好多独特技术、数学模型,来自换热器大师的创新,在这里是首次公开,别处没有。你享用人家的技术,不让提人家的名字,这也是没有科学道德的行为发表论文还有“署名权”,你说呢?
      至于你用不起软件,那你也要接受现实或者设法改变现状、发展自己,而不是阻挡别人讨论、使用软件,阻碍科技进步。换热器大师1年费1万多,正版用户几百家;而HTRI的1年费目前是28万多,这里的正版用户也不少。这世界上各种阶层的人都有,各取所需。祝你尽快发财,改善自己的工作条件。
说的直白的地方,请你谅解。

 

发表于 2014-4-14 10:35:01

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大炮-LFVIP会员 VIP会员 | 显示全部楼层       最后访问IP四川省
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值得尊敬的前辈,新手坐学,支持作者

 

发表于 2014-4-14 16:55:10

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大炮-LFVIP会员 VIP会员 | 显示全部楼层       最后访问IP四川省
头衔:  TA暂未设置 
请问下,比热这个不是定性温度下的比热容么?如果是定性温度下的比热容,那么管程和壳程因为定性温度不一样,所以Cp应该也不一样,那么为什么计算中Cp在管程和壳程中的取值一样?

 

发表于 2014-4-14 17:11:17

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wiseboy楼主 VIP会员 VIP会员 | 显示全部楼层       最后访问IP陕西省
头衔:  【教授级高级工程师】
大炮-LF 发表于 2014-4-14 17:11
请问下,比热这个不是定性温度下的比热容么?如果是定性温度下的比热容,那么管程和壳程因为定性温度不一样 ...

你说的是哪一个,Cp一样?

 

发表于 2014-4-14 17:14:23

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本帖最后由 wiseboy 于 2014-4-15 11:17 编辑
wiseboy 发表于 2014-3-28 11:35
细节决定成败。我讲以前,你肯定不会计算这个习题的“管程压降”——《化工原理》帮不了你。你认真看看。 ...


换热器的核心问题是计算K吗?
我倒是觉得核心就是计算水力学相关数据,流速压降
流速对传热系数有直接影响,也就是说,换热器就是流道的设计,让两侧流体湍流度越大有利传热
但是,要与压降成一个协调的比例
并非压降越大越是对传热有利,要合理优化换热结构参数
试差计算量太大,因此专业化软件进行计算分析是必然的
但是要有理论基础和基本的工程判断经验
楼主的课程内容层次很清晰
值得学习!

 

发表于 2014-4-15 09:07:41

点评

我编辑了一下:添了点红色,未动文字。  发表于 2014-4-15 11:18
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大炮-LFVIP会员 VIP会员 | 显示全部楼层       最后访问IP四川省
头衔:  TA暂未设置 
wiseboy 发表于 2014-4-14 17:14
你说的是哪一个,Cp一样?

就是习题中的那个,因为没有查有关物性数据,具体多少不清楚,但是计算了下,所得的答案正好是Cp一样的情况计算所得,新手学习,望指点

 

发表于 2014-4-15 09:11:44

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