反应釜加热功率计算
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反应釜绝热计算公式在化学工程中,反应釜是一个非常重要的设备,用于进行化学反应。
在反应过程中,通常会产生热量,而这些热量需要被合理地控制和利用。
绝热是指在没有能量交换的情况下,系统与外界的热量和功的交换都为零。
因此,对于反应釜来说,绝热条件下的热量变化需要被准确地计算和预测。
为了实现这一目的,我们需要掌握一些关于反应釜绝热计算的基本知识和公式。
本文将介绍反应釜绝热计算的基本原理和相关公式,并且通过实例进行演示和分析,希望能够帮助读者更好地理解和应用这些知识。
一、绝热条件下的热量变化计算公式。
在绝热条件下,反应釜内部的热量变化可以通过以下公式进行计算:ΔQ = mcΔT。
其中,ΔQ表示热量变化,单位为焦耳(J);m表示反应物的质量,单位为千克(kg);c表示反应物的比热容,单位为焦耳/千克·摄氏度(J/kg·℃);ΔT表示温度变化,单位为摄氏度(℃)。
这个公式的基本原理是根据热力学第一定律,即能量守恒定律。
在绝热条件下,系统与外界的热量交换为零,因此系统内部的热量变化完全由系统内部的热量传递和转化来决定。
这个公式通过质量、比热容和温度变化这三个因素来计算热量变化,是基本的热力学计算公式之一。
二、绝热条件下的热量平衡计算公式。
在反应釜中,通常会发生化学反应,产生热量。
在绝热条件下,这些热量需要被合理地控制和利用,以确保反应釜的安全和稳定运行。
为了实现这一目的,我们需要掌握热量平衡的计算方法。
在绝热条件下,反应釜内部的热量平衡可以通过以下公式进行计算:ΣmiCpiΔTi = ΣmjCpjΔTj。
其中,Σmi表示所有反应物的质量总和,Σmj表示所有生成物的质量总和;Cpi表示反应物的比热容,Cpj表示生成物的比热容;ΔTi表示反应物的温度变化,ΔTj表示生成物的温度变化。
这个公式的基本原理是根据热量守恒定律,即热量的总量在反应前后保持不变。
在绝热条件下,反应釜内部的热量平衡完全由反应物和生成物的质量、比热容和温度变化来决定。
反应釜设计说明书已知:反应釜装料量体积 9434.0060L反应温度 25-80℃反应压力1MPa一、反应釜体积的确定装料体积 V。
=9434.0060L反应釜容积 V装料系数η取值范围 0.7-0.9根据公式 V=ηV。
取反应釜容积 V=12000L二、反应釜高经比的确定高经比确定因素1.高经比越大,夹套传热面积增大,导热率上升2.高经比越小,搅拌器功率相对增大(搅拌器功率与桨叶半径的5次方成正比)3.若反应为发酵反应,则反应速率与空气接触面积正相关考虑本反应为非发酵反应第三条不予考虑综合1,2条并参照标准反应釜选用表,取H=3650mm,D=2200mm三、搅拌功率的确定搅拌功率P=NpρN3d51.其中Np为雷诺系数,根据反应器类型查雷诺曲线图可得Np=5.032. N为反应釜转速,转速可取60-100r/min,即1-1.67r/s3.d为桨叶半径,根据经验,桨叶半径与釜内径之比在0.2至0.5之间,以0.33居多。
考虑制作方便,取桨叶半径为800mm。
4. ρ本反应为分步反应,可看出各阶段反应液密度大致为1000g/L 4. 带入以上数据,可得反应釜搅拌功率为1.6-2.6kW四、 电动机额定功率的确定公式PN=(P ′+Ps)/ η式中 PN 为电动机额定功率P ′为搅拌功率,1.6-2.6kWPs 为轴封装置的摩擦损失功率,本装置取0.5kW (最低0.386 kW ) η为传动装置的机械效率,本装置取0.9 根据以上数据可得电动机额定功率为3.4 4kW五、 釜壁厚的确定 1. 圆筒壳壁壁厚确定 最小壁厚计算公式P PD t i-=φδδ][2式中:t ][δ——钢材在设计温度下的许用应力。
设计时,计算圆筒壁厚使用。
本次计算取用材料抗拉强度下限值为110MPa ,即δb =110MPa 。
φ——焊缝系数,设计制造时为1。
Di ——设备圆筒内径,该设备2200mm 。
δ——圆筒最小壁厚。
夹套(反应釜)加热能力设计计算说明已知条件:反应釜(反应罐)中的总物料的质量为4100kg,其中纯水质量3800kg,药材质量为300kg。
已知反应釜的夹套为两个部分:筒身以及底盖的夹套。
其中筒身夹套的覆盖面积为5.52m2,底盖夹套的覆盖面积为1.61m2。
加热蒸汽为3公斤(温度为143.2℃),将总物料(4100 kg)从10摄氏度加热至沸腾100摄氏度。
解:反应釜夹套加热冷热两侧的传热温差为:143.2-(10+100)÷2=88.2℃,所需要的热量:4.2×4100×90=1.5498×106 kJ。
选择的反应釜夹套的平均传热系数为900 w/(m2•k),(注:需依据项目需要确定参数,并保留10%余量)加热过程的计算:假设纯水进量为25 m3/h,3800 kJ水量的进入的时间为9 min,在反应釜中通纯水3 min后,随即打开底盖的夹套进行加热,待纯水即将达到3800 kg之际,剩余的6 min,内底盖夹套提供的热量(143.2-20)×1.61×900×6×60=6.4266×104 kJ,至此,温度提高至6.4266×104÷4.2÷4100=3.73℃进水完毕,釜内温度升高至13.73℃,紧接着将水从13.73℃加热至100℃,所需热量4.2×4100×86.3=1.486086×106 kJ反应釜内物料总体积4100m3,受热面积为1.61+5.52=7.13 m2,将总重为4100kg物料从 3.73℃加热至100℃,所需时间1.486086×106×1000÷(900×7.31×(143.2-(13.73+100)÷2))=2682s=44.7 min。
加热功率计算公式Q总=(Q有效+Q热损失)xaQ有效:工件加热吸收的有效热Q热损失:包括炉墙、炉门、风扇等处热辐射损失a:系数,加热炉一般取1.2预氧化炉、回火炉一般取1.11.按实际产量计算:Q有效=Jm (kw)J: 金属的比能(kw/Kg)(查表AJW 奥地利经验值表格)m:每小时最大装炉量(kg)Q热损失=Q1+Q2+Q3+ Q4+Q5+Q6Q1=2kw x N1 (N1:炉门个数)Q2=1kw x N2 (N2:炉顶风扇个数)Q3=0.5kw x N3 (N3:电辐射管个数,燃气管散热损失取1kw)Q4=1.5kw x N4 (N4:横向推料装置)Q5=2kw (观察窗、热电偶、气氛消耗)Q6=Kxa (K:炉体表面积,a:炉墙外表面热损失炉外表温度65ºC时取0.5 kw /m²炉外表温度60ºC时取0.45 kw /m²炉外表温度55ºC时取0.4 kw /m²举例某预氧化炉,炉内4盘料,料盘600x600,每盘装料300kg,炉内温度450℃,要求炉外墙温度<60℃,炉体尺寸:3200x1800x1700 则炉体表面积30m²周期时间为15分钟则每小时装料1200kg加热采用9支辐射管1.计算Q有效查表AJW,450 ℃比能J=0.07kw/kgQ有效=Jm=0.07x1200=84 kw2.计算Q热损失Q1=2kw x 2=4kw (N1:炉门个数)Q2=1kw x 1=2kw (N2:炉顶风扇个数)Q3=0.5kw x9 =4.5kw (N3:电辐射管个数)Q5=2kw (观察窗、热电偶、后限位)Q6=Kxa=0.45x30=13.5kw(K:炉体表面积30m², a:炉外表60ºC时取0.45 kw /m²)Q热损失=Q1+Q2+Q3+Q5+Q6= 26kw3. Q总=(Q有效+Q热损失)xa=(84+26)x1.1=121kw。
反应釜温控系统的参数确定对于用户来说,头痛的莫过于不知该选择什么样的温控设备来适合自己的试验或生产要求。
如果没有科学的分析和计算方法,仅凭想象和经验,要想选择到适合自己项目的最佳性价比设备基本上是不可能的。
用户最常见的需求是要根据所需升温速度与降温速度来计算所需加热功率与冷却功率。
一、分析温控设备、物料的升温过程获得选择温控设备加热功率P1、单位时间内反应物质的升温加热量P1(单位KW)P1= G1 C1△T1/△tG1为反应物质重量(单位KG);C1为反应物质比热(单位K J/KG/℃);△T1为反应物质升温温差(单位℃)△t为反应物质升温时间(单位S)2、单位时间内循环介质的升温热量P2,(单位KW)P2= G2P2△T2/△tG2为循环介质重量(单位KG);C2为循环介质比热(单位K J/KG/℃);△T2为循环介质升温温差(单位℃)△t为循环介质升温时间(单位S)3、单位时间内传热介质接触物的升温热量P3,(单位KW)P3= G31P31△T31/△t + G32P32△T32/△tG31为反应器重量(单位KG);C31为反应器比热(单位K J/KG/℃);△T31反应器升温温差(单位℃)△t为反应器升温时间(计算单位S)G32为循环泵、、储油箱、循环管道及附件等重量(计算单位KG);C32为钢材比热单位J/KG/℃);△T32为钢材升温温差(单位℃)△t为钢材升温时间(计算单位℃/S)4、加热量的损耗:功率P4单位(KW)P4=λ·ΔT0·S,S: 设备及管道的表面积S约(单位m2)ΔT4: 设备及管道温度与环境温度差:单位℃λ: 热量散失系数:λ=0.01-0.02(单位KW/ m2·℃)5、设备加热功率P0(单位:KW)P0=P1+P2+P3+P4二、分析温控设备、物料的降温过程获得选择温控设备加热功率P0’1、单位时间内反应物质的降温热量P1’(单位KW)P1’= G1 C1△T1/△tG1为反应物质重量(单位KG);C1为反应物质比热(单位K J/KG/℃);△T1为反应物质降温温差(单位℃)△t为反应物质降温时间(单位S)2、单位时间内循环介质的降温热量P2’,(单位KW)P2’= G2P2△T2/△tG2为循环介质重量(单位KG);C2为循环介质比热(单位K J/KG/℃);△T2为循环介质降温温差(单位℃)△t为循环介质降温时间(单位S)3、单位时间内传热介质接触物的降温热量P3’,(单位KW)P3’= G31P31△T31/△t + G32P32△T32/△tG31为反应器重量(单位KG);C31为反应器比热(单位K J/KG/℃);△T31反应器降温温差(单位℃)△t为反应器降温时间(计算单位S)G32为循环泵、、储油箱、循环管道及附件等重量(计算单位KG);C32为钢材比热(单位J/KG/℃);△T32为钢材降温温差(单位℃)△t为钢材降温时间(单位℃/S)4、热量的损耗:功率P4’单位(KW)P4’=λ·ΔT4·S,S: 设备及管道的表面积S约(单位m2)ΔT4: 设备及管道温度与环境温度差:单位℃λ: 热量散失系数:λ=0.01-0.02(单位KW/ m2·℃)5、设备冷却功率P0’(单位:KW)P0’=P1’+P2’+P3’-P4’三、一、二只考虑了反应物为物理过程,如为化学过程需考虑吸热量P5和放热量P5’相应地:P0 =P1 +P2 +P3 +P4 +P5P0’= P1’+P2’+P3’-P4’- P5’四、系统流量:由加热功率和冷却功率、温场均匀度,控温精度确定。
带搅拌反应釜的传热计算对各种带搅拌反应釜的传热方式进行了对比,并对各种传热方式的传热计算进行了讨论,提供了各种不同搅拌类型和换热方式的传热系数计算公式。
标签:搅拌;反应釜;传热系数;传热面积带搅拌反应釜是化工生产中广泛使用的一种化工设备,具有混合效果好、相接触面积大、传热和传质效率高等特点。
将不同物料加入到反应釜中,通过搅拌将它们混合均匀,控制压力和温度进行反应,反应生成我们需要的产品。
然而,现代化工生产中,多数反应为放热反应且反应介质为液相。
如果产生的反应热不能及时撤出,就会发生局部过热的情况,进而导致反应失控。
因此,我们在反应釜的设计过程中,要选择合理的传热方式,设计足够的换热面积,保证反应釜的传热性能。
1 传热方式与对比带搅拌反应釜的换热方式主要有以下几种:①在带搅拌反应釜的外壁上装传热夹套;②在带搅拌反应釜的内部设置螺旋盘管;③外换热器循环系统。
夹套传热具有结构简单、检修方便的优点,是应用最广泛的一种传热方式。
但是,对一定的反应釜容积来说,夹套传热面积是相对较小且不可增加。
当反应釜容积较大,或者壁厚较厚时,夹套传热方式并不实用。
盘管传热具有热量损失小,传热效果好等优点。
但是,当盘管过长时,盘管内介质阻力大,能耗大,且内部凝液容易积聚影响传热效率;而且盘管的加工、安装和检修相对比较困难。
外换热器循环系统一般应用于内部传热面积不足的场合,但是系统相对复杂,成本高。
除了以上三种传热方式外,还有回流冷凝法、纵向盘管等多种传热方法。
下文主要介绍夹套和螺旋盘管的传热计算。
2 对流传热系数带搅拌反应釜内的传热过程主要包括以下两部分:①夹套(盘管)侧对流传热,即夹套(盘管)内加热(或冷却)介质与器壁的对流传热;②釜侧对流传热,即反应釜内被搅拌液体与周围器壁(夹套或盘管)的对流传热。
前者可以通过公式计算得到,而后者跟反应釜的具体结构、搅拌器的形式和尺寸有关,可以通过底结构尺寸相似的反应釜进行传热实验获取关联式来进行计算。
反应釜规格及参数公司内部档案编码:[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]1500 1500 1200 1300 3 50--80 2000 2000 1300 1400 4 50--80 3000 3000 1500 1600 50--80 5000 5000 1800 2000 50--80 6000 6000 1800 1900 15 50--8010 10000 10000 2200 2400 85160 16000 16000 2400 2600 22 85表3-1蒸汽加热不锈钢反应锅主要技术参数表3-2电加热不锈钢反应锅主要技术参数型号容量L 电热功率数量油夹套容量L 内锅尺寸mm 夹套尺寸mm搅拌转速转分电机功率kwR100 100 6--2 127 500 700 50--80R200 200 6--2 600 800 50--80R300 300 6--4 218 800 1000 50--80R500 500 9--4 269 900 1100 50--80R1000 1000 12--4 400 1200 1400 50--80 3 R1500 1500 15--4 1200 1400 50--80 3 R2000 2000 15--5 1300 1500 50--80 4 R3000 3000 1600 1800 50--80 4表3-3外盘管不锈钢反应锅参数规格容量L 筒体直径mm 外盘管传热面积m 内盘管传热面积m 电机型号功率Kw1000L 1000 1100 YB112M-4,1500L 1500 1200 YB132S—4,2000L 2000 1300 YB132S—4,3000L 3000 1500 YB132S—4,6000L 6000 1800 YB160M—4,1510000L 10000 2200 50 YZ80S—8,2220000L 20000 2400 101 YZ80S—8,55反应釜安全技术操作规程钢、碳钢、搪玻璃材质等;使用中分常压和受压两种情况,所以在使用时必须要了解其性能,按照规定操作:一、设备使用条件:1、最高工作压力:锅内压力≤该锅的额定压力;夹套压力≤该锅夹套的额定压力;2、最高工作温度:设计使用温度范围;3、使用介质:设计使用介质范围;4、减速机润滑油:夏天50#机油,冬天20#—30#机油;油位控制在示镜的1/3—2/3位。
电加热计算公式计量单位1.功率:W、Kw 1Kw=3.412BTU/hr英热单位/小时=1.36(马力)=864Kcal/hr2.重量:kg 1Kg=2.204621b(磅)3.流速:m/min4.流量:m3/min、kg/h5.比热:Kcal/(kg℃)1Kcal/(Kg℃)=1BTU/hr.°F=4186.8J/(Kg℃)6.功率密度:W/cm2 1W/cm2=6.4516 W/in27.压力:Mpa8.导热系数:W/(m℃)1 W/(m℃)=0.01J/(cm s℃)=0.578Btu/(ft.h.F)9.温度:℃1F=9/5℃+32 1R=9/5℃+491.67 1K=1℃+273.15电加热功率计算加热功率的计算有以下三个方面:●运行时的功率●起动时的功率●系统中的热损失所有的计算应以最恶劣的情况考虑:●最低的环境温度●最短的运行周期●最高的运行温度●加热介质的最大重量(流动介质则为最大流量)计算加热器功率的步骤●根据工艺过程,画出加热的工艺流程图(不涉及材料形式及规格)。
●计算工艺过程所需的热量。
●计算系统起动时所需的热量及时间。
●重画加热工艺流程图,考虑合适的安全系数,确定加热器的总功率。
●决定发热元件的护套材料及功率密度。
●决定加热器的形式尺寸及数量。
●决定加热器的电源及控制系统。
有关加热功率在理想状态下的计算公式如下:●系统起动时所需要的功率:●系统运行时所需要的功率:加热系统的散热量●管道●平面式中符号,含义如下:P功率:kW Q散热量:管道为W/m;平面为W/m2 m1介质重量:kg λ保温材料的导热数:W/mkc1介质比热:kcal/kg℃δ保温材料厚度:mmm2容器重量:kg d管道外径:mmc2介质比热:kcal/kg℃L管道长度:mm 3每小时增加的介质重量或流量:kg/hS系统的散热面积:m2c3介质比热:kcal/kg℃△T介质和环境温度之差或温升:℃h加热时间:h各种物质的密度各种物质的溶点溶解热沸点和汽化热在工程的计算和电加热器的选型中,经常要涉及到一些常用数据,如介质表面的热损失、介质在不同工况下的温度变化等。
R200 200 6--2 600 800 50--80 2.2R300 300 6--4 218 800 1000 50--80 2.2R500 500 9--4 269 900 1100 50--80 2.2R1000 1000 12--4 400 1200 1400 50--80 3R1500 1500 15--4 1200 1400 50--80 3R2000 2000 15--5 1300 1500 50--80 4R3000 3000 1600 1800 50--80 4表3-3外盘管不锈钢反应锅参数规格容量L 筒体直径mm 外盘管传热面积m 内盘管传热面积m 电机型号功率Kw1000L 1000 1100 2.867 2.6 YB112M-4,5.o1500L 1500 1200 3.537 3.1 YB132S—4,5.52000L 2000 1300 4.165 3.8 YB132S—4,5.53000L 3000 1500 5.569 5.4 YB132S—4,5.56000L 6000 1800 10.323 8.7 YB160M—4,1510000L 10000 2200 50 YZ80S—8,2220000L 20000 2400 101 YZ80S—8,55反应釜安全技术操作规程本设备通常用于物料的反应、精馏、冷却、砂磨、混合等作用。
有不锈钢、碳钢、搪玻璃材质等;使用中分常压和受压两种情况,所以在使用时必须要了解其性能,按照规定操作:一、设备使用条件:1、最高工作压力:锅内压力≤该锅的额定压力;夹套压力≤该锅夹套的额定压力;2、最高工作温度:设计使用温度范围;3、使用介质:设计使用介质范围;4、减速机润滑油:夏天50#机油,冬天20#—30#机油;油位控制在示镜的1/3—2/3位。
二、使用前注意事项:1、应检查反应釜所有安全附件如:温度计、压力表、安全阀、爆破片等安全附件是否完好;2、检查各物料阀、工艺管线阀门是否处于要求位置,阀门是否完好;接管口是否泄漏、密封。
2000l搪玻璃反应釜换热面积搪玻璃反应釜是一种广泛应用于化工、医药、食品等行业的反应设备。
它具有优良的耐腐蚀性能、高强度和良好的热稳定性。
在搪玻璃反应釜的设计和选型中,换热面积是一个非常重要的参数。
下面我们将详细介绍搪玻璃反应釜的换热面积计算、影响因素以及如何选择合适的换热面积。
一、搪玻璃反应釜简介搪玻璃反应釜是一种特殊的反应釜,其内壁涂覆一层搪玻璃涂料,使其具有良好的耐腐蚀性能。
搪玻璃反应釜可以承受较高的工作压力和温度,广泛应用于化工、医药、食品等行业。
二、搪玻璃反应釜的换热面积计算搪玻璃反应釜的换热面积是指在反应釜内外表面之间进行热量交换的面积。
换热面积的计算公式为:换热面积(m)= 热负荷(kW)/ 热传导系数(W/m·K)三、换热面积对搪玻璃反应釜性能的影响换热面积是影响搪玻璃反应釜性能的关键因素之一。
较大的换热面积可以提高反应釜的热效率,缩短生产周期,降低能耗。
而较小的换热面积可能导致热量传递不畅,影响反应釜的正常运行。
四、如何选择合适的搪玻璃反应釜换热面积选择合适的换热面积需要考虑以下几个方面:1.反应釜的工艺要求:根据生产工艺的要求,确定反应釜所需的换热面积。
2.反应釜的尺寸:反应釜的尺寸直接影响换热面积,一般来说,反应釜尺寸越大,换热面积也越大。
3.热负荷:根据反应釜所需承受的热负荷,选择合适的换热面积。
4.热传导系数:热传导系数与换热面积成反比,选择合适的热传导系数可以提高换热效果。
5.经济性:在满足工艺要求的前提下,综合考虑设备投资、运行费用、维护成本等因素,选择经济性最佳的换热面积。
五、总结搪玻璃反应釜的换热面积是影响其性能的关键因素。
选择合适的换热面积可以提高反应釜的热效率、缩短生产周期、降低能耗。
在选择换热面积时,应充分考虑反应釜的工艺要求、尺寸、热负荷、热传导系数和经济性等因素。
浅谈夹套玻璃反应器的温控问题尧辉(中国上海张江高科技园区邮编201203)作者简介:2001年华东理工大学生物化学与分子生物学专业毕业获理学硕士学位,现任英国HEL集团全自动化学反应器事业部中国区技术支持,上海秉惠科技发展有限公司生化仪器研发总监,上海堪鑫仪器设备有限公司董事长兼总经理。
夹套玻璃反应器在国内实现生产已经有十年的历史,但受到广泛的关注和欢迎还是近两年的事,这得益于国家和民间对绿色化工与民族制药工业的大力推动。
笔者自2002年开始从事国外夹套玻璃反应器系统的引进工作,2005年开始设计并推广国产夹套玻璃反应器系统,接触了不少许多客户,反映较多的是配套温控设备的问题。
笔者结合理论以及过内外同行开发实践经验,总结以下心得,以飨读者。
一、分析温控设备对物料的升降温能力可以获得选择设备的基本依据对于用户来说,头痛的莫过于不知该选择什么样的温控设备来适合自己的试验或生产要求。
如果没有科学的分析和计算方法,仅凭想象和经验,要想选择到适合自己项目的最佳性价比设备基本上是不可能的。
用户最常见的需求是要根据所需升温速度与降温速度来计算所需加热功率与制冷功率。
现将英国著名玻璃反应器生产商Redleys公司选用配套温控设备功率的计算方法介绍如下。
需要注意以下几个变量和参数:1、单位时间内反应物质的升降温热量变化(△Q1/△t)(计算单位J/S)△Q1/△t = G1 P1△T1/△tG1为反应物质重量(计算单位KG);P1为反应物质比热(计算单位J/KG/℃);△T1/△t为反应物质升降温速度(计算单位℃/S)2、单位时间内循环介质的升降温热量变化(△Q2/△t),计算单位(J/S)△Q2/△t = G2P2△T2/△tG2为循环介质重量(计算单位KG);P2为循环介质比热(计算单位J/KG/℃);△T2/△t为循环介质升降温速度(计算单位℃/S)3、单位时间内传热介质接触物的升降温热量变化(△Q3/△t),计算单位(J/S)△Q3/△t = G31P31△T31/△t + G32P32△T32/△tG31为反应器玻璃重量(计算单位KG);P31为反应器玻璃比热(计算单位J/KG/℃);△T31/△t为反应器玻璃升降温速度(计算单位℃/S)G32为循环器不锈钢储箱、不锈钢循环管道及附件等重量(计算单位KG);P32为不锈钢比热(计算单位J/KG/℃);△T32/△t为不锈钢升降温速度(计算单位℃/S)4、加热量及制冷量损耗率(n),计算单位%与传热介质接触物另一界面相接触的空气、设备其他部分的传热也应该考虑进去,因这一部分无法计算,只能估计,可视为冷热量损耗。
加热炉功率计算范文为了计算加热炉的功率,首先需要确定被加热物体的质量,通常以单位质量(kg)表示。
其次,需要知道被加热物体的初始温度和最终温度,这两个温度值之间的温度差决定了被加热物体的热量变化。
最后,需要确定加热物体的加热时间,以秒(s)为单位表示。
根据能量守恒定律,可以得到以下计算公式:Q=m*c*ΔT其中,Q表示加热物体所需的热量(单位为焦耳J),m表示加热物体的质量(单位为千克kg),c表示加热物体的比热容(单位为焦耳/千克·摄氏度J/(kg·°C)),ΔT表示加热物体的温度变化(单位为摄氏度°C)。
根据热力学原理,可以知道加热物体的热量变化与加热功率之间存在以下关系:P=Q/t其中,P表示加热炉的功率(单位为瓦特W),Q表示加热物体所需的热量(单位为焦耳J),t表示加热时间(单位为秒s)。
综上所述,计算加热炉的功率需要以下步骤:1. 确定被加热物体的质量(单位为千克kg);2.确定被加热物体的初始温度和最终温度,计算温度变化ΔT;3. 确定被加热物体的比热容c(单位为焦耳/千克·摄氏度J/(kg·°C));4.确定加热时间t(单位为秒s);5.根据公式Q=m*c*ΔT计算加热物体所需的热量Q;6.根据公式P=Q/t计算加热炉的功率P。
需要注意的是,在实际应用中,还需要考虑加热炉的效率、加热方式和加热材料的特性等因素。
以上只是一个基本的功率计算方法,实际情况还需要根据具体的加热设备和加热过程进行调整和优化。
因此,加热炉功率计算是一个复杂的过程,需要综合考虑多个因素。
正确计算加热炉的功率可以有效提高加热效率和加热速度,避免能源浪费和生产延误。
在实际应用中,可以借助计算机软件和数值模拟等工具来辅助进行功率计算和优化设计。
这样可以更加准确地预测和调整加热炉的性能,提高生产效益。
反应釜的加热功率的计算方式:1、反应釜自身重量所需的加热功率:反应釜的重量(KG)*温差*钢的比热(0.11)/860*时间(小时)=1个小时反应釜升温所需的功率*1.2(安全系数);2、反应釜所反应的物料的加热功率:物料的重量(KG)*温差*物料的比热/860*时间=物料升温所需的加热功率*1.2(安全系数);3、反应釜夹套或盘管内导热油升温的加热功率:导热油的重量(KG)*温差*导热油比热(0.55)/860=导热油所需的加热功率;1+2+3=反应釜升温所需的加热功率化工反应搅拌器加热控温案例:物料:环氧树脂;初始温度:40度,要求加热控温到80度;搅拌器容积:1200升;夹套容积:80升;进出口尺寸:1进1出1寸;升温时间:30分钟;其它已知条件:管路长度约1.5米;根据现有参数及要求:我司经过计算及选型,发热功率为:24KW;循环泵浦的功率为1.5KW;机器最高温度为180度,油箱30升。
即AOS-20-24,可完成满足加热控温的要求。
反应釜夹套温度控制——导热油加热器最高温度可达450度.案例展示:需要将1个反应釜5小时内加到200度;已知条件:1、反应釜单台夹层容积700L;2、里面物料为氢氧化镁(碱性);3、总共反应釜物料空间为7.5立方/台,一般物料装至百分之八十;4、反应釜为钢质,暂时估计反应釜本身重量为三吨/台;设计要点、方案选型:一、加热功率计算:1、氢氧化镁比热为0.9Kcal/kg., 860千卡=1KW设室温为25℃,温度差设为200℃,时间为5小时加热功率:KW=W×△t×C/ (860×T)7T加热功率: 700×175×0.9÷(860×5)=256KW;2、夹套内导热油加温需要的加热功率;导热油比热为0.5Kcal/kg., 密度为0.85;860千卡=1KW设室温为25℃,温度差设为220℃,时间为5小时加热功率:KW=W×△t×C/ (860×T)加热功率:KW=595×0.5×195/(860×5)=14KW;3、反应釜升温本身所需功率钢铁比热为0.11Kcal/kg., 860千卡=1KW设室温为25℃,温度差设为175℃,时间为5小时加热功率:KW=3000×175×0.11/(860×5)=14KW;总加热功率:KW=256+14+14=284KW以上计算以热效率为100%,未计加热过程中热量的损失,及反应釜自身金属升温所需的热量得出的结果.实际选择时加0.3倍的安全系数.284KW×1.3=369KW. 实际选择360KW.二、泵的选择根据反应釜夹套容积700L,泵选择RY80-50-200 流量为60m3/h, 扬程为46米.。
反应釜规格及全参数1500 1500 1200 1300 3 50--802000 2000 1300 1400 4 50--803000 3000 1500 1600 5.5 50--805000 5000 1800 2000 7.5 50--806000 6000 1800 1900 15 50--8010 10000 10000 2200 2400 18.5 85160 16000 16000 2400 2600 22 85表3-1蒸汽加热不锈钢反应锅主要技术参数表3-2电加热不锈钢反应锅主要技术参数型号容量L 电热功率数量油夹套容量L 锅尺寸mm 夹套尺寸mm搅拌转速转分电机功率kwR100 100 6--2 127 500 700 50--80 1.1R200 200 6--2 600 800 50--80 2.2R300 300 6--4 218 800 1000 50--80 2.2 R500 500 9--4 269 900 1100 50--80 2.2 R1000 1000 12--4 400 1200 1400 50--80 3 R1500 1500 15--4 1200 1400 50--80 3 R2000 2000 15--5 1300 1500 50--80 4 R3000 3000 1600 1800 50--80 4表3-3外盘管不锈钢反应锅参数规格容量L 筒体直径mm 外盘管传热面积m 盘管传热面积m 电机型号功率Kw1000L 1000 1100 2.867 2.6 YB112M-4,5.o1500L 1500 1200 3.537 3.1 YB132S—4,5.52000L 2000 1300 4.165 3.8 YB132S—4,5.53000L 3000 1500 5.569 5.4 YB132S—4,5.56000L 6000 1800 10.323 8.7 YB160M—4,15 10000L 10000 2200 50 YZ80S—8,2220000L 20000 2400 101 YZ80S—8,55反应釜安全技术操作规程本设备通常用于物料的反应、精馏、冷却、砂磨、混合等作用。
反应釜蒸汽消耗量计算嘿,咱来唠唠反应釜蒸汽消耗量的计算这事儿。
这就好比你要计算一个超级大胃王吃包子的数量一样,只不过这个大胃王是反应釜,包子变成了蒸汽。
你想啊,反应釜就像一个永远填不饱的怪兽,张着大口嗷嗷待哺蒸汽呢。
要算出它到底消耗多少蒸汽,得先搞清楚它的一些脾气秉性。
比如说,反应釜的容积就像怪兽的肚子大小,如果肚子大得像个小星球,那肯定比肚子小得像个篮球的要消耗更多蒸汽,这是明摆着的事儿嘛。
这时候,我们就得看看反应釜的加热面积啦。
这加热面积就像是给怪兽取暖的小火炉的大小。
小火炉越大,需要的燃料(蒸汽)就越多,就好像给一个大屋子供暖肯定比小屋子费煤球一样,蒸汽消耗也就蹭蹭往上涨。
还有啊,反应釜里面物料的比热容,这就好比不同的人抗冻能力不一样。
有的物料像铁打的,比热容小,加热它就像给小火苗上浇点油,一下子就热起来了,蒸汽消耗相对少点;可有的物料就像个娇弱的小婴儿,比热容大,得费好大劲儿才能让它暖和,那蒸汽消耗就跟开了闸的洪水似的止不住。
再说说反应釜的操作压力和温度。
这就像是给怪兽设定的生活环境,要是它非得生活在高温高压的环境里,就像住在火山口一样,那蒸汽就得拼命供应,不然它就会发脾气,反应就进行不下去啦。
时间也是个关键因素。
就好比你做饭,小火慢炖时间长,用的燃气就多;大火快炒时间短,燃气消耗就少。
反应釜在里面慢悠悠地反应,那蒸汽就一直在消耗,时间越长,消耗的蒸汽就像滚雪球一样越来越多。
传热系数这个东西也很神奇。
它就像是一个快递员的效率,传热系数高,蒸汽的热量就能快速送到反应釜里面,可能不需要太多蒸汽就能达到目的;要是传热系数低,就像个蜗牛快递员,那蒸汽就得源源不断地来,才能保证反应釜里热乎。
反应釜的保温情况也不能忽视。
如果保温做得好,就像给反应釜穿上了厚厚的羽绒服,热量不容易跑掉,蒸汽消耗就会像被绑住了手脚一样少;要是保温不好,那热量就像调皮的小老鼠,到处乱窜,蒸汽就得不断补充,消耗就多啦。
还有,反应釜里面的搅拌情况。
5000l反应釜换热面积5000升的反应釜换热面积会比较大。
一般来说,反应釜的换热面积会根据以下几个因素来确定:1. 反应釜的容积:容积越大,换热面积需要越大,以确保充分的换热效果。
5000升的反应釜容积很大,所以需要较大的换热面积。
2. 反应的放热量:放热量越大,需要越大的换热面积以释放反应产生的热量,保证温度控制。
3. 湍流程度:湍流程度越高,热量传递效果越好,所需换热面积越小。
一般来说,机械搅拌或充气会产生湍流,提高换热效果。
4. 加热速率要求:加热速率越快,换热面积需要越大以在给定时间内供给足够的热量。
5. 换热介质:不同的换热介质,其换热效果和机理不同,所需换热面积也不同。
综上,5000升反应釜的换热面积,一般会在50-200平方米之间。
具体值还需要根据反应条件和加热要求来设计确定。
通常采用夹套、卷曲管式换热器,也会选用板式换热器。
建议在设计时做热力计算和模拟,选用换热面积稍大的换热器,以确保温度控制效果和操作灵活性。
根据您的分析,5000升的反应釜由于容积大,放热量可能也较高,所以换热面积应比较宽裕,选取在较高区间,可能在150-200平方米会更为适宜。
在选择具体的换热器时,可以考虑以下几点:1. 采用夹套式或卷曲管式换热器,这两种结构单位体积内的换热面积较大,比较适合大容积高放热反应,可以获得较高的换热效果。
但设备成本也更高。
2. 考虑采用隔膜式换热器,如板式换热器。
这种换热器单位体积内换热面积也较大,但设备成本较两种管式换热器为低,操作也较为简单,维护方便。
特别适合大流量的工艺,可以最大限度地利用热量。
3. 板式换热器的板包数量和板包内流道数量值得考虑。
板包数量越多,换热面积越大,但压降也越大,需要更大的循环泵提供动力。
流道数量越多,湍流和换热效果越好,但单位换热面积成本也越高。
要综合考虑。
4. 板材材质采用不锈钢或钛合金,提高耐腐蚀性和强度。
板表面选择加工成 Liverpool 结构或波纹形状,提高湍流程度和换热系数。
反应釜的加热功率的计算方式:
1、反应釜自身重量所需的加热功率:反应釜的重量(KG)*温差*钢的比热(0.11)/860*时间(小时)=1个小时反应釜升温所需的功率*1.2(安全系数);
2、反应釜所反应的物料的加热功率:物料的重量(KG)*温差*物料的比热/860*时间=物料升温所需的加热功率*1.2(安全系数);
3、反应釜夹套或盘管内导热油升温的加热功率:导热油的重量(KG)*温差*导热油比热(0.55)/860=导热油所需的加热功率;
1+2+3=反应釜升温所需的加热功率
化工反应搅拌器加热控温案例:
物料:环氧树脂;
初始温度:40度,要求加热控温到80度;
搅拌器容积:1200升;
夹套容积:80升;
进出口尺寸:1进1出1寸;
升温时间:30分钟;
其它已知条件:管路长度约1.5米;
根据现有参数及要求:
我司经过计算及选型,发热功率为:24KW;循环泵浦的功率为1.5KW;机器最高温度为180度,油箱30升。
即AOS-20-24,可完成满足加热控温的要求。
反应釜夹套温度控制——导热油加热器最高温度可达450度.
案例展示:
需要将1个反应釜5小时内加到200度;
已知条件:
1、反应釜单台夹层容积700L;
2、里面物料为氢氧化镁(碱性);
3、总共反应釜物料空间为7.5立方/台,一般物料装至百分之八十;
4、反应釜为钢质,暂时估计反应釜本身重量为三吨/台;
设计要点、方案选型:
一、加热功率计算:
1、氢氧化镁比热为0.9Kcal/kg., 860千卡=1KW
设室温为25℃,温度差设为200℃,时间为5小时
加热功率:KW=W×△t×C/ (860×T)
7T加热功率: 700×175×0.9÷(860×5)=256KW;
2、夹套内导热油加温需要的加热功率;
导热油比热为0.5Kcal/kg., 密度为0.85;860千卡=1KW
设室温为25℃,温度差设为220℃,时间为5小时
加热功率:KW=W×△t×C/ (860×T)
加热功率:KW=595×0.5×195/(860×5)=14KW;
3、反应釜升温本身所需功率
钢铁比热为0.11Kcal/kg., 860千卡=1KW
设室温为25℃,温度差设为175℃,时间为5小时
加热功率:KW=3000×175×0.11/(860×5)=14KW;
总加热功率:KW=256+14+14=284KW
以上计算以热效率为100%,未计加热过程中热量的损失,及反应釜自身金属升温所需的热量得出的结果.实际选择时加0.3倍的安全系数.
284KW×1.3=369KW. 实际选择360KW.
二、泵的选择
根据反应釜夹套容积700L,泵选择RY80-50-200 流量为60m3/h, 扬程为46米.。