年产5万吨聚氯乙烯聚合干燥工序初步工艺设计(13)

=6.4×0.9393×103×(120/60) 3×0.655 =5.58KW 可选用功率为6KW的电动机 5.7 传热装置的校核 Q=KiAi(t0-ti) 式中 Q——传热速率 Ki——总传热系数

Ai——传热内壁（过程一侧）表面积 t0 ——载热体的温度（外侧） ti ——过程加工流体的温度（内侧） 不考虑污垢层，则 1/K=1/αi+1/α0+∑δ/λ 其中K——总传热系数

αi、α0——釜壁内侧、外侧对流传热系数

∑δ/λ——釜壁固体部分（包括结垢部分）的总热阻 δ——各固体部分的厚度 λ——相应的热导率 传热系数的计算 5.7.1 釜侧的给热系数[18]

式中αiD/λ=0.85 (ReS)0.66 (Pr)0.33 (μ/μw)0.14(d/D)0.13(Z/T)-0.13 ReS=ρnd2/μ

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湖南科技大学本科生毕业设计（论文）

Pr=Cpμ/λ αi——釜侧的给热系数 D——反应釜的内径，m λ——流体的导热系数，W/m.K n——搅拌转数，S－

1

d——搅拌直径，m ρ——液体密度，kg/m3 μ——流体粘度，Pa.S μw——侧壁上的粘度Pa .S， Cp——液体的比热容，J/kg.K Z ——釜中的液位

已知反应釜物料的物性资料如下 ρ=0.9393×103kg·m-

3 Cp=4.26×103 J/kg.K λ=0.46 W/m.K μ=0.57Pa. S D=2.65 m d=0.65 m N=120/60=2 r/s V封=2.4 m3

Z=h封+(VRi—V封)/(0.785×D2) =0.66+(26.67-2.4)/(0.785×2.652) =5.06m ReS=ρnd2/μ

=（0.65 2×2×0.9393×103）/0.57 =1.39×103 Pr=Cpμ/λ =4260×0.57/0.46 =5.28×103 取 μ/μw =1

则 αi=0.85 (ReS)0.66 (Pr)0.33 (μ/μw)0.14(d/D)0.13(Z/D)-0.13λ/D

=0.85×118.6833423×16.92268203×1×0.833022578×0.919353209×0.173584905 =226.95 W/m2.K

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湖南科技大学本科生毕业设计（论文）

5.7.2 夹套侧的传热系数的计算

夹套内水温由278K升到282K，已知夹套内水的物性资料如下 ρ=999.8 kg/m3 Cp=4199 J/kg.K λ=0.563 W/m..K μ=1.55×10-3 Pa..S 已知：流速u=0.5m/s

夹套当量直径de=4×（水流路截面积）/（流体润湿的传热边长） =４×（d1-d2）/4 =0.075m

Pr=Cpμ/λ

=4199×1.55×103/0.563

－

=11.56 传热系数公式[18]如下

α0=0.027(λ/de)(de uρ/μ)0.8(Cpμ/λ)0.33(μ/μw)0.14 取μ/μw =1

α0=0.027×7.5067 ×3212.847867×2.242725 W/m2.K=1367.88 W/m2.K 5.7.3 已知聚合釜的壁厚 δ=7mm λ=62.8 W/m.K 5.7.4 忽略污垢的热阻

传热系数K公式为: 1/K=1/αi＋1/α0＋δ/λ

=1/226.95 ＋1/1367.88 ＋0.007/62.8 =0.00524 878 K=190.52W/m·K Δtm的计算

已知釜内温度T=60℃，夹套内冷水由t1=0℃升至t2=4℃ Δtm= [ (t1－T)- ( t2－T ) ]/ ln[(t1－T)/ ( t2－T ) ] = [（60-0）-（60-4）]/ ln[（60-0）/（60-4）] =57.98℃ 面积的计算

由能量衡算知，每批物料冷却操作需要放热1.96×106KJ，降温时间为1h，则单位时间内通过传热面的热量为

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