6000 Nm3/30水浴式LO2汽化器热力计算书
1、 条件
管程:进口介质及温度 LO2 -183℃
出口介质及温度 O2 10℃
工作压力 3.0MPa
壳程:进口水温 60℃
出口水温 40℃
工作压力 常压
换热管:Ф32×2.5 不锈钢管
2、 由上述条件可以查出以下参数
1. 0MPa(
表
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压)时LO2性质
温 度:-183℃(90K) 导热系数:λL=1510×10-4W/(m.K)
定压比热:CpL=1.625kJ/kg.K 表面张力:σ=13.4×10-3N/m
密 度:ρL=1140 kg/m3 黏 度:μL=1.88×10-4Pa.s
2. 3.0MPa(表压)时LO2及O2性质
LO2性质
温 度:-131℃(142K) 导热系数:λL’ =761.2×10-4W/(m.K)
定压比热:Cp L’ =5.74kJ/kg.K
密 度:ρL’=787 kg/m3 黏 度:μL’=0.628×10-4Pa.s
O2性质
温 度:-131℃(142K) 导热系数:λg=184×10-4W/(m.K)
定压比热:Cp g =2.18kJ/kg.K 黏 度:μg=1.09×10-4Pa.s
密 度:ρg=124.5 kg/m3 汽化潜热:γ=120.3kJ/kg
3. 3.0MPa(表压)及10℃时O2性质
导热系数:λg’=266×10-4W/(m.K)黏 度:μg’=203.5×10-7Pa.s
定压比热:Cp g’ =0.968kJ/kg.K
3、 流量计算
质量流量 m=1.429×6000=8574 kg/h (1.429 kg/m3为标态下氧气密度)
液体体积流量 V=8574/1140=7.52m3/h (1140 kg/m3为液氧密度)
4、 各段热量计算
1.过冷段热量Q1
=
=
2.沸腾汽化段热量Q2
3.过热段热量Q3
=
=
4.总热量Q
五、流速计算
1.液态流速
假定将进口分成24组Ф32×2.5不锈钢管,则有:
其中:A0——液体沸腾侧管子截面积
2.气体流速
① 3.0MPa(表压)及10℃时气体体积 :
② 3.0MPa(表压)及10℃时气体密度
③ 3.0MPa(表压)及-131℃时气体体积:
④ 平均密度
⑤ 气体体积流量
⑥ 气体流速
六、液体雷诺数及普兰特数、传热系数
1.雷诺数
其中:
则:
2.普兰特数
其中:
则:
3.液体传热系数
=
=
七、气体雷诺数及普兰特数、传热系数
1.雷诺数
其中:
则:
2.普兰特数
其中:
则:
3.液体传热系数
=
=
八、潜热传热系数
其中:
——组合系数,取为:
s——取数s=1.7
——暂取50
则:
九、各段传热系数
其中:
——管外水的传热系数,取为:
(经验值)
——管内流体的传热系数
——管壁热阻
——管外污垢热阻,
——管内污垢热阻,
1.过冷段传热系数K1
2. 沸腾汽化段传热系数K2
3.潜热段传热系数K3
十、各段对数平均温度
1.汽化器所需热水量
2.如图将过程分为三阶段,求t1、t2
3. 各段对数平均温度
十一、各段所需传热面积
1.过冷段所需面积
2.沸腾段所需面积
3.潜热段所需面积
4.总传热面积
十二、换热管长度
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