化工過程開發與設計第8章化工過程放大-文庫吧

【正文】 數學模型方法 3．中試對模型的修正 （ 1）液相流動模型的修正 圖 外環流氨化反應器流程簡圖 ； ； ； ； ； 化工過程開發與設計 數學模型方法 表 84 放大模型實驗結果 試驗號 S t 102/ S r G1 /kgh1 G2 102 /kgh1 pH β Wa /kgm 2s 1 qa /kgm 2s 1 Hr/m kG a /s1 kG a* /s1 相對偏差/% 1 + 2 + 3 + 4 5 + 6 7 + 8 9 + 10 11 12 + 化工過程開發與設計 數學模型方法 續上表 試驗號 S t 102/ S r G1 /kgh1 G2 102 /kgh1 pH β Wa /kgm 2s 1 qa /kgm 2s 1 Hr/m kG a /s1 kG a* /s1 相對偏差/% 13 14 + 15 + 16 17 18 + 19 + 20 + 21 177,4 18,90 5,37 + 22 23 + 化工過程開發與設計 數學模型方法 （ 2）傳質模型的修正 （ 13） （ 14） （ 15） （ 16） 2 317 1pHtGaSk a b WSr? ?? ?? ??? ?? ??????? ?1. 22. 11. 520 pH tSk a WSr? ??? ????1. 21. tSk a WSr??? ????0. 3 1. a ak a W q?化工過程開發與設計 數學模型方法 4．模型放大與驗證 （ 1）工業裝置設計 1）反應管放大設計 （ 17） / a aD G q?化工過程開發與設計 數學模型方法 2）分離器的放大設計 （ 18） （ 19） / 85r s f sD G u ?? 2/ s f sH G D V?表 85 年產 6 萬噸磷酸一銨的外環流氨化反應器結構參數 項 目 Dr/ m Hr/ m Dr/ m n Df/ m Hf/ m 計算值 ～ 修正值 42 化工過程開發與設計 數學模型方法 （ 2）模型的驗證 表 86 年產 6萬噸磷酸一銨的外環流氨化反應器 k G a值與部分運行數據 編 號 反應段的 進氨量 G1/ kgh 1 進反應器磷酸體積流量 Qk/ m3h 1 R (NH3/ H3PO4) c2/ gm 3 以 MAP 計的反應器生產能力 GMAP/ th 1 k Ga/ s [ Eq. (18) ] kGa/ s 相對偏差 / % 1 + 2 23 3 + 4 化工過程開發與設計 冷模試驗 1．相似現象 （ 1）幾何相似 （ 2）時間相似 （ 3）運動相似 （ 4）動力相似 （ 5）熱相似 （ 6）化學相似 化工過程開發與設計 冷模試驗 2．相似理論 （ 1）相似第一定律 （ 2）相似第二定律 （ 3）相似第三定律 f（ π π ? 、 πn） =0 （ 81） 化工過程開發與設計 冷模試驗 3．相似特征數 表 87 常用的無量綱數群 名 稱 符 號 數 群 意 義 應 用 阿基米德數 Ar gl3ρ (ρ ρ 0)/μ 2 重力 /摩擦力 不同密度流體的流動 阿累尼斯數 E/RT 活化能 /熱能 反應速率 拜恩斯坦數 Bo ul/D0 宏觀運動的物質 /返混物質 流動介質中的混合過程 達姆克勒數 Ⅰ DⅠ l/uτ r 反應掉的物質 /加入的物質 化學反應 達姆克勒數 Ⅱ DⅡ 反應掉的物質 /擴散的物質 達姆克勒數 Ⅲ DⅢ RmQl/ρ cpuT 反應熱 /對流傳熱量 達姆克勒數 Ⅳ DⅣ 反應熱 /傳導的熱量 得拉格數 CD (ρ ρ 0)l/ρ u2 重力 /動能 多相流動 歐拉數 Eu Δ p/ρ u2 壓力降 /慣性力 流體在管道中的摩擦 弗勞德數 Fr u2/gl 慣性力 /重力 攪拌、氣力輸送等 ?化工過程開發與設計 冷模試驗 續上表 名 稱 符 號 數 群 意 義 應 用 伽立略數 Ga lρ 2/μ 2 重力 /摩擦力 流體在重力場中的流動 格拉曉夫數 Gr lρ 2βΔT/μ 2 密度差引起的浮力 /摩擦力 自然對流 路易斯數 Le Sc/Pr 熱傳導 /擴散 熱質同時傳遞的過程 努塞爾數 Nu α l/λ 熱對流 /熱傳導 傳熱過程 貝克來數 Pe luρ cp/λ Pe= RePr 傳熱過程 普朗特數 Pr cpμ /λ 分子動量傳遞 /熱量傳遞 傳熱過程 雷諾數 Re luρ /μ 慣性力 /黏性力 流體流動 施密特數 Sc μ /ρ D 分子動量傳遞 /物質傳遞 傳質過程 舍伍德數 Sh kl/D 總傳質 /擴散 傳質過程 韋伯數 We u2ρ l/σ 慣性力 /表面張力 氣泡、霧化 流體混合特征數 H ρ 1u12/ρ 2u22 兩股流體動量比 射流混合