第六章爐管內的壓力降流體在爐管內的流動與一般管道內的流動不同，流動過程中要吸收熱量，物性參數隨之變化，有的發生化學反應,，有的發生相態變化──汽化。爐管內壓力降的計算是十分復雜而麻煩的。目的:確定流體入爐時的壓力，從而可以根據此壓力進行選泵。爐管內介質的壓力平衡關系:爐管內流體的流動特點:第六章爐管內的壓力降流體在爐管內的流16-1管內流速壓力降大，造成的能量損失大。介質在管內的停留時間短，可以減少結焦和分解的危險，同時可以增加管內的傳熱系數。流速低限是保證流型符合要求，以避免局部過熱。流速的上限是臨界流速（該狀態下的聲速）。流速是根據停留時間來決定的。流速以保證轉化管壓力降約等于進口壓力的8%～12%為宜。流速高氣、液混相的爐管內裂解爐管內烴類蒸氣轉化爐爐管內6-1管內流速壓力降大，造成的能量損失大。流速低限是保證26-2無相變時的壓力降計算管內壓力降直管段的壓力降爐管當量長度局部阻力引起的壓力降與回彎頭有關的系數,等于彎頭當量長度與管內徑之比。6-2無相變時的壓力降計算管內壓力降直管段的壓力降爐管當量36-3有相變時的壓力降計算汽化段爐管的壓力降一般出口條件和傳入管段內的熱量是已知的，計算所求的入口條件必須同時滿足相平衡、熱平衡和壓力平衡三者。特點：氣液兩相流；氣相和液相的量和物性隨行程的增加而變化。使用方程：壓力降、相平衡、熱平衡方程例如：6-3有相變時的壓力降計算汽化段爐管的壓力4管內氣液兩相流壓力降確定的復雜性：氣相和液相流速一般不相同，它們之間有相對運動，會產生內摩擦損失。液相有滯留量，使管內實際流通截面積減小，壓力降增加。垂直管內，液相在爐管內連續不斷地上升和下降，會消耗能量而形成壓力降低。氣液兩相流可能呈現完全不同的流型。要保證良好的流型。必須有進行流型判別的圖或關聯式。設計中，通過改變管徑來保證流型符合要求。擴徑和注汽。分段和猜算。管內氣液兩相流壓力降確定的復雜性：5流型及其判別水平管流型

隨著氣速增大，各種流型最后均發展為環-霧狀流或單純霧狀流。流型及其判別水平管流型隨著氣速增大，各6垂直管流型垂直管流型7水平管流型判別圖水平管流型判別圖8垂直管內氣液兩相流的流型判別圖垂直管內氣液兩相流的流型判別圖9爐管內氣液兩相流的適宜流型爐管內不允許出現液節流管內氣、液兩相流的流型最好是霧狀流泡點附近要達到霧狀流比較困難，也允許出現環狀流或分散氣泡流其它流型均應避免當流型完全不符合要求時(流型靠近霧狀流的邊界時)，可以縮小爐管直徑或加大注入的水蒸氣量來獲得適宜的流型。爐管內氣液兩相流的適宜流型爐管內不允許出現液10壓力降計算方法：將兩相流當作單相流計算汽化段壓力降計算式為：均相法或或壓力降計算方法：將兩相流當作單相流計算汽化段壓力降計算式11由能量平衡求出物料的焓差，再由焓差查出。Dukler法方法：在大量試驗數據的基礎上，通過相似分析法得出壓力降關聯式。壓力降關聯式：相平衡計算目的是計算汽化率熱平衡計算目的是計算管段入口處的溫度。由能量平衡求出物料的焓差，再由焓差查出。Du12

有相變時管內壓力降計算步驟把汽化段爐管分成1米至幾米長的若干短小段從爐出口開始向入口側逐段反算流型判斷若流型靠近霧狀流的邊界時，需縮小管徑（或減少管程數）由相平衡和熱平衡分別計算各管段入口處的汽化率和溫度一直計算到介質的泡點，即汽化開始點為止由壓力降公式計算各管段的壓力降，管段入口壓力P1=P2+Pf有相變時管內壓力降計算步驟把汽化段爐管分成1米至幾米長的若13圖解試算法把輻射室進口到出口的整個管段分成加熱段（介質全部為液態時的管段）和汽化段兩部分確定出汽化點計算汽化段爐管的當量長度加熱段爐管的當量長度為輻射管總當量長度減去汽化段當量長度計算兩段各自的壓力降：加熱段為單相流動，管內壓力降可由式計算。汽化段壓力降則由均相法計算基本過程：圖解試算法把輻射室進口到出口的整個管段分成加熱段14計算汽化段壓力降圖解試算法計算步驟1假定開始汽化時的壓力2由介質的相平衡曲線求出介質開始汽化的溫度3計算汽化段爐管的當量長度4壓力校核猜算過程若，則計算正確，否則重新假設。5計算加熱段爐管的當量長度和壓力降計算汽化段壓力降圖解試算法計算步驟1假定15輻射管的總當量長度介質在爐出口處的平均焓介質在汽化點處的焓介質在輻射室入口處的焓即：管長與傳熱量成正比返回輻射管的總當量長度介質在爐出口處的平均焓介質在汽化點處的焓介16返回返回17小結爐管內流體的流動特點管內流速選擇無相變時的壓力降計算有相變時的壓力降計算壓力降、相平衡、熱平衡方程和流型判別均相法Dukler法圖解試算法小結爐管內流體的流動特點管內流速選擇無相18演講完畢，謝謝觀看！演講完畢，謝謝觀看！19第六章爐管內的壓力降流體在爐管內的流動與一般管道內的流動不同，流動過程中要吸收熱量，物性參數隨之變化，有的發生化學反應,，有的發生相態變化──汽化。爐管內壓力降的計算是十分復雜而麻煩的。目的:確定流體入爐時的壓力，從而可以根據此壓力進行選泵。爐管內介質的壓力平衡關系:爐管內流體的流動特點:第六章爐管內的壓力降流體在爐管內的流206-1管內流速壓力降大，造成的能量損失大。介質在管內的停留時間短，可以減少結焦和分解的危險，同時可以增加管內的傳熱系數。流速低限是保證流型符合要求，以避免局部過熱。流速的上限是臨界流速（該狀態下的聲速）。流速是根據停留時間來決定的。流速以保證轉化管壓力降約等于進口壓力的8%～12%為宜。流速高氣、液混相的爐管內裂解爐管內烴類蒸氣轉化爐爐管內6-1管內流速壓力降大，造成的能量損失大。流速低限是保證216-2無相變時的壓力降計算管內壓力降直管段的壓力降爐管當量長度局部阻力引起的壓力降與回彎頭有關的系數,等于彎頭當量長度與管內徑之比。6-2無相變時的壓力降計算管內壓力降直管段的壓力降爐管當量226-3有相變時的壓力降計算汽化段爐管的壓力降一般出口條件和傳入管段內的熱量是已知的，計算所求的入口條件必須同時滿足相平衡、熱平衡和壓力平衡三者。特點：氣液兩相流；氣相和液相的量和物性隨行程的增加而變化。使用方程：壓力降、相平衡、熱平衡方程例如：6-3有相變時的壓力降計算汽化段爐管的壓力23管內氣液兩相流壓力降確定的復雜性：氣相和液相流速一般不相同，它們之間有相對運動，會產生內摩擦損失。液相有滯留量，使管內實際流通截面積減小，壓力降增加。垂直管內，液相在爐管內連續不斷地上升和下降，會消耗能量而形成壓力降低。氣液兩相流可能呈現完全不同的流型。要保證良好的流型。必須有進行流型判別的圖或關聯式。設計中，通過改變管徑來保證流型符合要求。擴徑和注汽。分段和猜算。管內氣液兩相流壓力降確定的復雜性：24流型及其判別水平管流型

隨著氣速增大，各種流型最后均發展為環-霧狀流或單純霧狀流。流型及其判別水平管流型隨著氣速增大，各25垂直管流型垂直管流型26水平管流型判別圖水平管流型判別圖27垂直管內氣液兩相流的流型判別圖垂直管內氣液兩相流的流型判別圖28爐管內氣液兩相流的適宜流型爐管內不允許出現液節流管內氣、液兩相流的流型最好是霧狀流泡點附近要達到霧狀流比較困難，也允許出現環狀流或分散氣泡流其它流型均應避免當流型完全不符合要求時(流型靠近霧狀流的邊界時)，可以縮小爐管直徑或加大注入的水蒸氣量來獲得適宜的流型。爐管內氣液兩相流的適宜流型爐管內不允許出現液29壓力降計算方法：將兩相流當作單相流計算汽化段壓力降計算式為：均相法或或壓力降計算方法：將兩相流當作單相流計算汽化段壓力降計算式30由能量平衡求出物料的焓差，再由焓差查出。Dukler法方法：在大量試驗數據的基礎上，通過相似分析法得出壓力降關聯式。壓力降關聯式：相平衡計算目的是計算汽化率熱平衡計算目的是計算管段入口處的溫度。由能量平衡求出物料的焓差，再由焓差查出。Du31

有相變時管內壓力降計算步驟把汽化段爐管分成1米至幾米長的若干短小段從爐出口開始向入口側逐段反算流型判斷若流型靠近霧狀流的邊界時，需縮小管徑（或減少管程數）由相平衡和熱平衡分別計算各管段入口處的汽化率和溫度一直計算到介質的泡點，即汽化開始點為止由壓力降公式計算各管段的壓力降，管段入口壓力P1=P2+Pf有相變時管內壓力降計算步驟把汽化段爐管分成1米至幾米長的若32圖解試算法把輻射室進口到出口的整個管段分成加熱段（介質全部為液態時的管段）和汽化段兩部分確定出汽化點計算汽化段爐管的當量長度加熱段爐管的當量長度為輻射管總當量長度減去汽化段當量長度計算兩段各自的壓力降：加熱段為單相流動，管內壓力降可由式計算。汽化段壓力降則由均相法計算基本過程：圖解試算法把輻射室進口到出口的整個管段分成加熱段33計算汽化段壓力降圖解試算法計算步驟1假定開始汽化時的壓力2由介質的相平衡曲線求出介質開始汽化的溫度3計算汽化段爐管的當量長度4壓力校核猜算過程若，則計算正確，否則重新假設。5計算加熱段爐管的當量長度和壓力降計算汽化段壓力降圖解試算法計算步驟1