アクリロニトリル気化器の流量計算について
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私は管殻式のアクリロニトリル気化器に出会いました。アクリロニトリルはシェルサイドを流れ、チューブサイドではエチレンとメタンの混合物が流れており、その大部分はエチレンで、約99％を占めています。シェルサイドのアクリロニトリルの温度は変わらず、相変化のみが起こります。チューブラーの流量は280t/h、入口温度は-30度、出口温度は-34.8度、圧力は1.866MPaです。ケーシング側の流量は230t/h、温度は-40度、圧力は0.042MPaです。現在、生産量を上げるためにケーシング側の流量を増やしたいのですが、どなたか詳しい方が計算してくださると助かります。ケーシング側の流量はどれくらいまで上げることができるでしょうか？または、計算方法を知っていれば教えてもらっても構いません。ありがとう！
これはhtriで計算できます。とても簡単です
まず、あなたのその質問自体が問題なんです。 1.ケーシング側の流量を上げるには、まず熱交換がバランスしているかを確認する必要がある。熱交換のバランスすら取れていないのに、何を改良するというのか？ 2. 伝熱バランスが取れるとした場合、現在のこの熱交換器の伝熱面積では、必要な伝熱効果を得られますか？ 3. もし前の2つの条件がすべて満たされ、ケーシング側の流量が増加した場合、圧力や流速も変化するが、そのときの熱交換器の構造はその運転状態に対応できるのか？
実は私もあまりよくわかりません。友人から聞かれたので代わりに尋ねてみただけですが、これが適切かどうかも分かりません。先生、何かアドバイスをいただければ大変助かります。私も学びたいので、よろしくお願いします！
最も簡単な方法は、まず、当初この装置が持っていた設計上の余裕がどれくらいかを把握することです。その上で、プロピレンの量をどの程度増やすかを想定し、その場合に設計上の余裕が十分かどうかを逆算してみます。もしより厳密に考えるなら、それを推定することも可能です。しかし、その代わりにエチレンの温度や量が変動する可能性があります。（プロピレンの流量が増えても装置自体が変わらない場合、流速も影響を受け、結果として熱交換効率にも影響が出ます。）