水平管内混合蒸汽分层流冷凝的数值

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行业动态 · 发布日期:2020年8月25日 · 作者:中成泵业

聚对苯二甲酸乙二醇酯( PET )是热塑性聚酯,由精制对苯二甲酸酯( PTA )和乙二醇( MEG )直接酯化反应得到,可以用于薄膜、纤维、饮料瓶等的制造。 随着经济的增长和人们生活水平的提高,其需求量迅速扩大,进一步推动了市场对PTA的需求。 在PTA生产线的氧化单元的反应器顶部设置了冷凝器,使气体醋酸冷凝为液体醋酸,提高对二甲苯( PX )的分散性,提高转化率。螺杆泵

冷凝器的散热侧是多成分混合蒸汽,除醋酸蒸汽和水蒸汽外,作为非冷凝性气体还有大量的空气,所以混合蒸汽的冷凝能力弱,%冷凝器的传热面积设定修正值大。 同时含溴离子的醋酸蒸气具有很强的腐蚀性,冷却管需要选择钛材,但由于钛材每平方米的单价高,冷凝器单体的成本变高。 因此,充分掌握含有非凝结性气体的混合蒸汽的凝结传热机理,通过合理的工艺设定纠正缩小传热面积,减少钛凝结器的投资,提高该装置的能力比是十分必要的。

根据换热管的几何配置,冷凝器可分为管外冷凝和管内冷凝。 管外冷凝可分为水平管束和垂直管束外冷凝,管内冷凝可分为水平管、倾斜管和垂直管内冷凝。 离心泵

含有非凝缩性气体的凝缩,在低压时采用卧式凝缩器,在中压时采用立式凝缩器,在高压时采用立式或卧式凝缩器。 PTA钛冷凝器中的混合蒸汽压力不足1.6 MPa,因此最好采用卧式冷凝器管内冷凝。 在水平管内的管内壁面形成液膜,再通过气液界面传热。 在液膜的初始动量和汽液界面剪切力的作用下,凝结液膜沿轴向位置流动。 同时由于重力冷凝液膜沿冷却管的圆周方向流动,逐渐集中在冷却管底部。 剪切力和重力的数值大小可分为剪切力控制的雾状流和环状流、重力控制的层流和弹性流。 由于水平管内环形流冷凝,传热模式和机理与垂直管内冷凝相比较类似,本研究主要分析水平管内的层流冷凝。计量泵

对于含有非凝缩性气体的混合蒸汽在垂直管内的凝缩机制,学者们已经进行了深入研究。 由于周向不对称的液膜厚度和不凝结气体浓度,混合蒸汽在水平管内的凝结比较复杂。 Wu等人通过实验研究了在非凝结气体的存在下水蒸气在水平管内凝结的局部热传导系数和传热量。 Caruso等通过实验研究了水蒸气对大致水平管内层流冷凝的影响,提出了混合蒸气冷凝传热系数的关联式。 任意等建立了含有非凝结气体的混合蒸汽在水平管内凝结的传热模型,模型采用基于物质量浓度的扩散层理论,考虑了气膜内非凝结气体浓度变化的影响,还考虑了吸引效应、界面粗糙度对凝结的强化作用。 分析了不凝气体含量、混合气体流量和系统压力对混合蒸汽凝结总传热性能的影响. 本研究将继续利用该模型,结合层流冷凝特性,分析不凝气体质量分数、局部传热系数和各热阻在管轴方向的分布情况。管道泵


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