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蒸發結晶過程中蒸發器中不凝氣排出口應該放在哪?(轉載)

作者:圣學科技來源:未知瀏覽: 時間:2013-11-07 22:54

不凝氣對傳熱有多大影響?

     不凝氣指蒸汽(包括二次蒸汽)中的不冷凝氣態物質,如空氣CO2、H2S等,它們混雜在蒸汽中進入加熱室在加熱室滯留于加熱管壁,并不斷集累,使壁面被一屋不凝氣包圍,阻擋蒸汽與壁面接觸而氣體導熱系數都很小,熱阻很大故增加傳熱熱阻,使傳熱系數大為降低。實驗證明蒸汽中,含有1%的不凝氣,蒸汽冷凝給熱系數降低60%。
     看過好多蒸發結晶器設計,對于不凝氣的排放口大都有問題?匆幌聡鴥雀骰ぴO計單位的設計;げ吭O備設計技術中心站1974年匯編的《化工設備圖冊》中收集了我國化工系統各設計單位推選出的設計圖紙。在第3 、5分冊所列的53臺立式冷凝器和立式蒸發器中, 30 臺的設計是把排氣口設置在頂部,排氣管徑又多選用20mm的管徑,而蒸汽進口又在上部。這種布置方式在我們的工程設計中屢見不鮮。這是否正確?
正確的做法應該像魏宗勝所說:
     冷凝器中不凝氣的排放口應設在蒸汽流程的終端, 而與不凝氣的重度無關。排氣口與進汽口相距應盡可能遠, 即上進汽時為下排氣(冷凝液出口的稍上方)而下進汽時為頂排氣。
    以上所說的排氣口系指冷凝器的主排氣口。在冷凝器的設計中, 通常還在蒸汽不易到達的死角處設置輔助排氣口。
如立式冷凝器中,加熱蒸汽通常從上部進入, 在蒸汽進口管對面上管板的下方死角處也可能積聚不凝氣, 可在此處設置輔助排氣口。例如美國虎克化學公司設計的蒸汽加熱室, 一般蒸汽進口放在上部, 主排氣口直徑較大, 且設在加熱室的底部, 冷凝水出口的稍上方。另外在加熱室的中部和頂部分設有直徑較小的輔助排氣口, 供開車時加速排氣之用。柴倫巴式蒸發器的加熱室設有三個不凝氣排出口。主排氣口直徑為2 一4 英寸。位于加熱室下部冷凝水出口之上。另外在加熱室下部大約三分之一高處和頂部設有1 ~1.5 英寸的排氣口。正常操作時, 僅底部主排氣口經常開啟排氣,而輔助排氣口關閉, 只有傳熱出現異常時才間斷開啟排氣。
進汽口位置的選擇
蒸汽汽入口
    蒸汽冷凝傳熱膜系數的計算通常采用努塞爾特公式, 此公式的推導中忽略了蒸汽和冷凝膜之間的摩擦力。實際上在工業冷凝器中, 蒸汽流速的影響在某些情況下是不能忽略的。一般而言, 當蒸汽從上向下流動時, 有減薄冷凝液膜厚度的作用, 可增大冷凝膜系數。相反,當蒸汽自下向上流動時, 將阻礙冷凝液膜的向下流動, 會增厚液膜, 因而減小冷凝膜系數。這就是為什么大多數立式冷凝器都采用蒸汽從上部進入的緣故。在這種情況下, 就應把排氣口設在冷凝器的下部。
什么情況下需改用下進汽方式呢? 蒸發系統中二次蒸汽有時為過熱蒸汽, 特別是蒸發沸點升高較大的物料時, 二次蒸汽的過熱度較高。有時生蒸汽也是過熱蒸汽。如用這種過熱蒸汽濃縮熱敏性物料或結晶性物料, 為防止加熱管內壁溫度過高引起物料過熱分解或管壁結垢,則宜采用下方進汽。因為加熱管下部管壁上的冷凝液膜已較厚, 其熱阻較大, 且可使蒸汽很快達到飽和從而避免管壁溫度過高。

參考文獻:魏宗勝《蒸發器設計中值得注意的幾個問題》《對冷凝器排氣口和管間擋板傳統設計的商榷》

轉載王彥飛教授博客:http://yanfeiwangcorn.blog.163.com,也可直接訪問本站“結晶技術博客

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