问题：工艺设计要点1
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时间：2007-05-27 18:23:25 编辑加入/取消收藏订制/取消短消息举报该贴

工艺设计要点之一：物性数据
某些工程设计实践经验是十分宝贵的。

听说某资深工程师在现场转一转，
瞄着一根管线和旁边流量计的读数，就能估算出其压降来，不超过5%误差；
不要做什么复杂的计算，就能目测出容器的大概尺寸；
向裸管上吐一口唾沫，能估计出其表面温度；
这些专业特技绝活非一日之功，都是经过长期的实践和体会摸索得来的。
除了已经定式的一些概念、数据之外，肯定还有一些简便的算法、规则在其脑海里。
但要强调的一点是，这些经验公式只是用于估算，在某些场合下不能替代严格设计计算。
它只适用于远离设计本部的施工现场，手头又没有严格正规的设计计算程序、手册。
这时，凭经验和这些设计要点可以省却很多时间。

实际工程经验的积累是从一个普通工程师到资深工程师的转折点。
对一个化学工程师来说，实际工程经验是十分重要的。
估算在某些时候、某些场合要比严格计算更加实惠、便捷。

在以后不定期刊发的“工艺设计要点之...”系列选辑中，
将汇编一些工程设计中常见的数据、图表和关联式。
希望广大设计人员，尤其是工艺系统工程师们搜集工作中的点滴经验、体会，
贡献出来，取长补短，共同提高我们的设计水平的技能。

本期从几个方面陈列一些常用的工程数据，供化学工程师参考。

常用物质的物理性质数据

物性单位水有机物液体蒸汽空气有机物气体
热容 kJ/kg-oC 4.2 1.0～2.5 2.0 1.0 2.0～4.0
密度 kg/m3 1000 700～1300 1.29@STP 见下式
潜热 kJ/kg 1200～2100 200～1000
导热系数 W/m-oC 0.55～0.7 0.1～0.2 0.025～0.07 0.025～0.05 0.02～0.06
粘度 cP 1.8@0oC
0.57@50oC
0.28@100oC
0.14@200oC 随温度变化 0.01～0.03 0.02～0.05 0.01～0.03
普兰德数 1～15 10～1000 1.0 0.7 0.7～0.8

Prandtl数表示流体物性对传热的影响。
有机物液体密度与温度的关联式：
ρL∝(Tc-T)0.3
有机物气体密度可按下式计算：
ρG=(MW×P)÷(Z×R×T)
水的沸点是压力的函数：
Tbp(oC)=(压力MPa×109)0.25

其他常用的工程常数：
在空气中的声速= 346 m / s
光速= 3.0×108 m / s
重力常数=980.665 gm cm / gf s2
阿佛迦德罗常数=6.02×1023 /mol
普适气体定律常数R= 1.9872 g cal / g mol K
=8.31434 J / mol K
=8.31434 m3 Pa / mol K
质-能关系=8.99×1016 J/kg
=913.5 MeV / u
介电常数=8.85×10-12 F / m
=1.26×10-6 H / m
普朗克(Planck)常数=6.63×10-34 Js
=4.14 x 10-15 eVs
波尔兹曼(Boltzmann)常数=1.38×10-23 J / K
=8.62×10-5 eV / K
元素电荷=1.60×10-19 C
电子静质量=9.11×10-31 kg
质子静质量=1.67×10-27 kg
玻尔(Bohr)半径=5.29×10-11 m
玻尔(Bohr)磁子= 9.27×10-24 J / T
=5.79×10-5 eV / T

其他常见的无因次数群：
雷诺数(Reynolds)表示惯性力与粘滞力之比；
普兰德数(Prandtl)表示流体物性对传热的影响；
施密特数(Schmidt)表示流体物性对传质的影响；
努塞尔数(Nusselt)表示给热系数；
欧拉数(Euler)表示压差；
马赫数(Mach)表示线速与声速之比；
施伍德数(Sherwood)表示传质系数；
史坦顿数(Stanton)表示传递热量与流体热容量之比；
韦勃数(Weber)表示惯性力与表面张力之比；
弗鲁德数(Froude)表示重力对流动过程的影响；
伽利略数(Galileo)表示重力与粘滞力的关系；
格拉斯霍夫数(Grashof)表示自然对流对传热的影响；
路易斯数(Lewis)表示物性对传热和传质的影响；
彼克列数(Peclet)表示总体传热量与扩散传质量之比。
工艺设计要点之二：精馏塔和管壳式换热器
精馏塔
1。填料塔：
(a)根据每米填料层高度的压降，来判断是否会液泛。
通常每米填料的液泛压降为0.017～0.025 Kg/cm2

(b)而在载点以下操作，则是正常稳定的操作条件。
通常每米填料的载点压降为0.0043～0.009 Kg/cm2
在此操作条件下的填料等板高度HETP是最低的，
也即分离效率最高。

2。由于风载和地基等原因，塔的高度一般不超过53米。

3。对于小于900 mm直径的小塔，通常采用填料塔。
这是基于小直径板式塔制造费用高昂的考虑。

4。典型的全塔效率通常在60～90 %之间。

5。通常筛板塔盘间距为300～400 mm；真空塔盘间距为500～750 mm。
如果考虑方便维修，相应的板间距要大一些，机械设计上的最低要求为460 mm。

管壳式换热器
1。换热介质的流向配置：
(a)将腐蚀性强的流体安排在管内，这样只需少量的贵重合金管材即可。
如果壳间走腐蚀性流体，不仅需要昂贵的壳体材料，而且壳内的管子也需耐腐材料。
(b)将易结垢的流体安排在管内，通过流速控制可以适当清除污垢。
检修期间，不用抽出管束就可以机械清洗直管段。
(c)对于高温/高压操作的流体安排在管内，可以省却特殊、昂贵的制造材料。
(d)将较低流速的介质安排在壳侧，可以体现出其经济性能。
因为低流速流体在壳侧比在管内更易产生有利于传热的湍流现象。

2。在各种操作压力条件下，换热器中较为合理的压降如下：

操作压力合理的压降
真空～常压操作绝压的十分之一
1～1.7 Kg/cm2 操作表压的二分之一
1.7 kg/cm2以上 0.35 Kg/cm2或更高

3。当冷却粘度较大流体时，顺流操作比逆流换热要好。
因为冷流体可以获得较高的传热系数。

4。壳径与列管根数的经验关联式为：
D=1.75×d×(n×Np)0.47

其中 D为壳内径，mm
d为管外径,mm
n为每程的列管根数
Np为每壳程内的管程数。

回复人：shisik,▲ (做工程设计放大) 时间：2007-05-28 08:57:08 编辑	1楼
资源不错，加0.3分

回复人：w138916636,▲ (渴望学到更多专业知识) 时间：2008-10-24 10:53:46 编辑	2楼
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回复人：aikey,▲ (学着做设计~！) 时间：2007-08-15 17:24:50 编辑	3楼
给你顶了

回复人：melon1110,▲ (化工设计) 时间：2007-08-08 16:01:32 编辑	4楼
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回复人：YJF1818,▲ () 时间：2007-08-09 02:20:54 编辑	5楼
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回复人：bigapple,▲ (热爱化工) 时间：2008-06-17 16:49:29 编辑	6楼
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回复人：fengcggirl,▲ (化学工程师) 时间：2007-08-21 10:14:40 编辑	7楼
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回复人：玉米粥,▲ (河南南阳) 时间：2007-08-26 10:47:10 编辑	8楼
顶

回复人：wangwen,▲ () 时间：2007-08-28 21:53:59 编辑	9楼
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回复人：bpf3860743,▲ (化工技术人员) 时间：2007-10-07 16:37:09 编辑	10楼
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回复人：zhanghua11,▲ () 时间：2008-01-15 11:42:10 编辑	11楼
很厉害的，非常专业

回复人：vb2008vb20,▲ () 时间：2008-01-18 13:04:50 编辑	12楼
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回复人：sky_wei,▲ () 时间：2008-05-17 11:04:07 编辑	13楼
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回复人：haijunyu,▲ () 时间：2008-06-25 19:37:43 编辑	14楼
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回复人：haijunyu,▲ () 时间：2008-06-25 19:37:45 编辑	15楼
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回复人：小旭,▲ (本公司以“环保、节能技术推广与应用”为经营重点。寻求更好的技术，寻求更多的合作者……) 时间：2008-09-17 10:09:19 编辑	16楼
顶了！

回复人：vegetable,▲▲ (对任何化工都感兴趣) 时间：2008-09-20 23:36:39 编辑	17楼
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回复人：yusea,▲ ( 略知道些化工知识，但在化工公司工作) 时间：2008-10-28 14:49:05 编辑	18楼
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回复人：韩雪婷,▲ () 时间：2008-10-04 20:50:26 编辑	19楼
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回复人：cody,▲ ( 化工专业毕业,想在与大家的交流中不断学习,增长见闻.谢谢!) 时间：2008-10-16 21:23:26 编辑	20楼
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回复人：chijunfan,▲ (初学者) 时间：2008-10-18 17:23:21 编辑	21楼
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回复人：sxzfs83020,▲ (万事随心，心情好就行了) 时间：2008-11-01 19:49:58 编辑	22楼
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回复人：zhouy98,▲ (i love you) 时间：2009-05-26 12:11:14 编辑	23楼
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回复人：cody,▲ ( 化工专业毕业,想在与大家的交流中不断学习,增长见闻.谢谢!) 时间：2009-06-02 09:29:33 编辑	24楼
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