传热系数的获取是至关重要的一个步骤,因此有必要了解主要影响传热系数的因素有哪些。在《Heat transfer to liquids and suspensions in agitated narrow vessels》一文中有如下所述:在设计搅拌器时,有关容器壁的传热知识是必不可少的[3]。19163
除了必须了解其影响因素外,在S.Choudhury的《在搅拌容器中热传输:等比扩大的方法》一文中介绍了RC1量热仪的使用方法及其测量原理,并且利用威尔逊方法对所测数值进行拟合可以得到直观的反映。运用双膜理论的思想,即
在反应传热过程中,反应产生的热量先由反应物料转移到反应器壁,再通过反应器壁传至冷却介质。在许多情况下反应器冷却剂和反应器壁的热阻是已知的。二者可用来测定传热内膜电阻1 / hr。此值取决于材料的数据、搅拌器速度、搅拌器形状、内部配件和反应室温度Tr。在相同动力条件下的传热中这种阻力可以由威尔逊方法得出。可以利用 计算总传热系数。
其中,U是总传热系数;hr是内膜传热系数;hj是外膜传热系数;λ为反应器壁热导率;dw是反应器壁的厚度[4]。
朱彦在其硕士论文中用RC1反应量热仪测试不同物料的传热系数,通过对甲苯半间歇一段硝化的研究,在本质安全的前提下,设计反应器体积放大1000倍后的主要设备参数和工艺操作条件,并对其安全性进行分析。测试过程为首先用RC1分别测量一些物质在不同搅拌速度下的传热系数,拟合Wilson曲线,求出斜率β,再结合导热系数、粘度、比热等物理性质和反应器几何常数Z,求出RC1反应器常数α,然后改变不同的搅拌速度,测量甲苯硝化过程的传热系数,同样方法拟合Wilson曲线,结合反应器常数α,求出甲苯硝化过程的物性因数V,从而计算出实验室反应物传热系数hr,在几何相似的基础上推导出反应物传热系数的放大关系,通过分析混合过程对硝化反应的影响,计算出放大后的最佳搅拌速度,然后求出放大后反应物传热系数hrB,估算反应器器壁和冷却装置传热系数,从而求出工厂规模反应器总传热系数
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