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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第六章 炉管内的压力降,流体在炉管内的流动与一般管道内的流动不同，流动过程中要吸收热量，物性参数随之变化，有的发生化学反应,，有的发生相态变化汽化。炉管内压力降的计算是十分复杂而麻烦的。,目的:确定流体入炉时的压力，从而可以根据此压力,进行选泵。,炉管内介质的压力平衡关系:,炉管内流体的流动特点:,6-1 管内流速,压力降大，造成的能量损失大。,介质在管内的停留时间短，可以减少结焦和分解的危险，同时可以增加管内的传热系数。,流速低限是保证流型符合要求，以避免局部过热。,流速的上限是临界流速（该状态下的声速）。,流速是根据停留时间来决定的。,流速以保证转化管压力降约等于进口压力的8%12%为宜。,流速高,气、液混相,的炉管内,裂解炉管内,烃类蒸气转化炉炉管内,6-2 无相变时的压力降计算,管内压力降,直管段的压力降,炉管当量长度,局部阻力引起的压力降,与回弯头有关的系数,等于弯头当量长度与管内径之比。,6-3 有相变时的压力降计算,汽 化 段 炉 管 的 压 力 降,一般出口条件和传入管段内的热量是已知的，计算所求的入口条件必须同时满足相平衡、热平衡和压力平衡三者。,特点：气液两相流；气相和液相的量和物性随,行程的增加而变化。,使用方程：压力降、相平衡、热平衡方程,例如：,管内气液两相流压力降确定的复杂性：,气相和液相流速一般不相同，它们之间有相对运动，会产生内摩擦损失。,液相有滞留量，使管内实际流通截面积减小，压力降增加。,垂直管内，液相在炉管内连续不断地上升和下降，会消耗能量而形成压力降低。,气液两相流可能呈现完全不同的流型。要保证良好的流型。必须有进行流型判别的图或关联式。,设计中，通过改变管径来保证流型符合要求。,扩径和注汽。,分段和猜算。,流型及其判别,水平管流型,随着气速增大，各种流型最后均发展为环-雾状流或单纯雾状流,。,垂直管流型,水平管流型判别图,垂直管内气液两相流的流型判别图,炉管内气液两相流的适宜流型,炉管内不允许出现液节流,管内气、液两相流的流型最好是雾状流,泡点附近要达到雾状流比较困难，也允许出现环状流或分散气泡流,其它流型均应避免,当流型完全不符合要求时(流型靠近雾状流的边界时)，可以缩小炉管直径或加大注入的水蒸气量来获得适宜的流型。,压力降计算,方法：将两相流当作单相流计算,汽化段压力降计算式为：,均 相 法,或,或,由能量平衡求出物料的焓差，再由焓差查出 。,Dukler,法,方法：在大量试验数据的基础上，通过相似分,析法得出压力降关联式。,压力降关联式：,相平衡计算 目的是计算汽化率,热平衡计算 目的是计算管段入口处的温度 。,有相变时管内压力降计算步骤,把汽化段炉管分成1米至几米长的若干短小段,从炉出口开始向入口侧逐段反算,流型判断,若流型靠近雾状流的边界时，需缩小管径（或减少管程数）,由相平衡和热平衡分别计算各管段入口处的汽化率和温度,一直计算到介质的泡点，即汽化开始点为止,由压力降公式计算各管段的压力降，管段入口压力,P,1,=P,2,+,P,f,图解试算法,把辐射室进口到出口的整个管段分成加热段（介质全部为液态时的管段）和汽化段两部分,确定出汽化点,计算汽化段炉管的当量长度,加热段炉管的当量长度为辐射管总当量长度减去汽化段当量长度,计算两段各自的压力降：加热段为单相流动，管内压力降可由式 计算。汽化段压力降则由均相法计算,基本过程：,计算汽化段压力降,图解试算法计算步骤,1 假定开始汽化时的压力,2 由介质的相平衡曲线求出介质开始汽化的温度,3 计算汽化段炉管的当量长度,4 压力校核,猜算过程,若 ，则计算正确，否则重新假设 。,5 计算加热段炉管的当量长度和压力降,辐射管的总当量长度,介质在炉出口处的平均焓,介质在汽化点处的焓,介质在辐射室入口处的焓,即：,管长与传热量成正比,返回,返回,小 结,炉管内流体的流动特点,管内流速选择,无相变时的压力降计算,有相变时的压力降计算,压力降、相平衡、热平衡方程和流型判别,均相法,Dukler,法,图解试算法,
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