ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Расчет коцденсаторов паров из "Основные процессы и аппараты химической технологии" Для действующих теплообменных аппаратов выполняют поверочные тепловые расчеты, в которых возможная производительность аппарата сопоставляется с фактической и определяются условия, соответствующие оптимальному режиму работы теплообмениика. Ниже рассмотрена общая методика технологических расчетов при проектировании теплообменников. [c.340] Тепловые расчеты производят совместно с гидравлическими и конструктивными и на основе всех этих расчетов подбирают наиболее подходящие стандартные или нормализованные конструкции теплообменных аппаратов. Выбранная конструкция должна быть по возможности оптимальной — сочетающей интенсивный теплообмен с низкой стоимостью, надежностью, дешевизной и удобством эксплуатации. [c.340] До проведения собственно расчета трубчатых теплообменников следует установить целесообразность направления одного из теплоносителей в трубное, а другого—в межтрубное пространство аппарата. Выбор пространства для движения теплоносителя в поверхностном теплообменнике любого типа производят, исходя из необходимости улучшить условия теплоотдачи со стороны теплоносителя с ббльшим термическим сопротивлением. Поэтому жидкость (или газ), расход которой меньше нли которая обладает большей вязкостью, рекомендуется направлять в то пространство, где ее скорость будет выше, например в трубное, а не в межтрубное пространство одноходового кожухотрубчатого теплообменника. В трубное пространство целесообразно направлять также теплоносители, содержащие твердые взвеси и загрязнения, с тем чтобы облегчить очистку поверхности теплообмена теплоносители, находящиеся под избыточным давлением (по соображениям механической прочности аппарата), и, наконец, химически активные вещества, так как в этом случае для изготовления корпуса теплообменника не требуется дорогого коррозионностойкого материала. Следует учитывать также, что при направлении нагревающего теплоносителя в трубы уменьшаются потери тепла в окружающую среду. [c.340] Принимая направление взаимного движения теплоносителей, учитывают и преимущество противотока при теплообмене без изменения агрегатного состояния, а также целесообразность совпадения направлений вынужденного и свободного движения теплоносителя (например, при движении нагреваемой среды снизу вверх). [c.340] Скорости теплоносителей в выбранном аппарате должны обеспечивать благоприятное сочетание интенсивного переноса тепла и умеренного расхода энергин на перемещение теплоносителя. При этом желательно, чтобы теплообмен происходил в условиях турбулентного режима течения теплоносителей при развитом турбулентном движении (Ке 10 ) или близком к нему. [c.341] Тепловой расчет проектируемого теплообменника производят в сле-дуюн ей последовательности. [c.341] Определение тепловой нагрузки и расхода теплоносителей. Тепловую нагрузку находят по уравнениям теплового баланса по уравнению (УП,1) нли, в случае изменения агрегатного состояния одного или обоих теплоносителей, по урапнению ( Т ,2). [c.341] Из уравнений (У[1,1) и (УП,2) определяют также расходы теплоносителей. Если же их расходы заданы, то, пользуясь теми же уравнениями, находят обычно неизвестную в этом случае конечную температуру одного из теплоносителей. Когда неизвестны конечные температуры обоих теплоносителей, то ими задаются, принимая во внимание, что разность температур между теплоносителями на конце теплообменника должна быть практически ие менее. 3—5 С. Наиболее желателен выбор оптимального значения конечной гемпературы на основе технико-экономического расчета. [c.341] Таким образом, для пользования равенством (VHI,8) необходимо знать закономерности изменения температур теплоносителей вдоль поверхности. теплообмена F, что ограничивает возможности применения итого уравнения для расчетов. [c.341] В расчетной практике рекомендуется при противотоке среднюю температуру теплоносителя с меньшим перепадом температур по длине аппарата определять как среднеарифметическую, а среднюю температуру другого теплоносителя находить по известной величине А/ср- пользуясь соотношением (Vni,8). [c.341] Определение коэффициента теплопередачи и поверхности теплообмена. Для определения коэффициента теплопередачи К необходимо предварительно рассчитать коэффициенты теплоотдачи aj и j по обе стороны стенки, разделяющей обменивающиеся теплом среды, а также термическое сопротивление самой стенки, на которой в процессе эксплуатации теплообменника обычно образуется (с одной или двух сторон) слой загрязнений. Коэ(1х1)ициенты теплоотдачи рассчитывают в зависимости от условий теплоотдачи по одному нз ура знений, приведенных в главе VH. [c.341] Термические сопротивления стенки и загрязнений находят в зависимости от толщины собственно стенки и толщины слоя загрязнений (по практическим данным), а также от значений коэффициентов теплопроводности материала стенкн и загрязнений. [c.342] Для тонкой цилиндрической стенки К также рассчитывают по уравнению (VII,83). [c.342] Получив значение К, проверяют предварительно принятые значения /ст и д и, в случае недостаточно удовлетворительного совпадения принятого и расчетного значений, производят пересчет, задаваясь новым значением или д. [c.342] Пересчетов можно избежать, если для определения или д воспользоваться графическим методом. Он заключается в построении (перед расчетом К) так называемой нагрузочной характеристики проектируемого теплообменного аппарата. [c.342] Конструктивный расчет производят после теплового расчета теплообменника. Для кожухотрубчатых аппаратов он сводится к определению числа или длины труб, размещению их в трубной решетке (с учетом числа ходов) и нахождению основных размеров (диаметра и высоты) аппарата. При конструктивном расчете определяют также диаметры патрубков штуцеров теплообменника. [c.342] Из выражения (VII 1,9) находят необходимую длину труб, которую округляют обычно до ближайшей большей величины по стандарту или нормали. [c.342] Вернуться к основной статье