ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Теплообменники контактного типа. Факторы, определяющие вьгбор их конструкции из "Проектирование, монтаж и эксплуатация тепломассообменных установок" В тепломассообменных аппаратах и установках контактного (смесительного) типа процессы тепло- и массообмена протекают при непосредственном соприкосновении двух и более теплоносителей. [c.118] Тепловая производительность контактных аппаратов определяется поверхностью соприкосновения теплоносителей. Поэтому в конструкции аппарата предусматривается разделение потока жидкости на мелкие капли, струи, пленки или газового потока на мелкие пузырьки. Передача теплоты в них происходит не только путем кондуктивной теплопередачи, но и путем обмена массой, причем путем массопередачи возможен даже переход теплоты от холодного теплоносителя к горячему. Например, при испарении холодной воды в горячем газе теплота испарения переносится от жидкости к газу. [c.118] Контактные теплообменники нашли широкое применение для конденсации паров, охлаждения газов водой, нагревания воды газами, охлаждения воды воздухом, мокрой очистки газов и т. п. В последние годы в химической промышленности начали применяться более сложные контактные аппараты — теплообменники жидкость — жидкость , предназначенные для одновременного осуществления охлаждения и экстракции, контактные теплообменники с трехфазными системами, например, для абсорбции легких углеводородов из природных газов тяжелыми углеводородами при их непосредственном соприкосновении с охлаждающим рассолом, не растворимым в углеводородах и др. [c.118] По принципу диспергирования жидкости контактные аппараты могут быть насадочные, каскадные, барботаж-ные, полые с разбрызгивателями и струйные (рис. 5.1, 5.2). [c.119] Конструктивно смесительные теплообменные аппараты выполняются в виде колонн из материалов, устойчивых против воздействия обрабатываемых веществ, и рассчитываются на соответствующее рабочее давление. Насадочные и полые аппараты чаще всего изготовляются железобетонными, кирпичными или деревянными (градирни). Каскадные, барботажные и струйные аппараты выполняются из металла. Высота колонн обычно в несколько раз превышает их поперечное сечение. [c.119] Каждому типу контактного устройства свойственны особенности, которые следует учитывать при выборе аппарата. [c.119] Контактные аппараты с насадкой просты по конструкции, дешевы, и для их изготовления пригодны недефицитные строительные материалы — бетон, керамика, стекло, фарфор. Для оросителей насадочных аппаратов почти не требуется избыточное давление орошающей жидкости. Однако габариты и масса насадочных аппаратов значительны о и требуют устройства массивных фундаментов и отличаются значительным гидравлическим сопротивлением по газовому тракту по сравнению с каскадными и полыми аппаратами, особенно при беспорядочно засыпанной насадке. Насадочные аппараты мало подходят для обработки сильно загрязненных жидкостей из-за возможного засорения и залипания насадки, они непригодны для работы с малым расходом жид-кбсти, потому что не удается достичь необходимой для хорошего смачивания насадки плотности орошения. [c.119] Безнасадочные контактные теплообменники отличаются малым сопротивлением по газовому потоку, но имеют большие габариты. [c.119] Достоинством струйных (эжекторных) аппаратов является их компактность по сравнению с другими смешивающими теплообменниками. Для их работы не обязательны откачивающий воду и воздушный насосы, так как на выходе из диффузора давление смеси несколько иыше атмосферного. Вместе с тем в струйном аппара-ге — конденсаторе несколько повышен расход охлаждающей воды, так как получающаяся температура смеси обычно значительно ниже температуры насыщения при давлении в конденсаторе недогрев воды составляет 8—1 ГС. [c.121] В насадочных аппаратах (см. рис. 5.1) жидкость в колонны подается через распределительные устройства 7 в верхней части аппарата. В качестве распределительных устройств применяются желоба, перфорированные трубы, брызгалки и тарельчатые вращающиеся разбрызгиватели. Для увеличения поверхности межфазного контакта на опорные колосниковые решетки 9 насыпают или укладывают в определенном порядке насадку 2 (рис. 5.3). [c.121] Живое сечение колосниковой решетки должно быть больше живого сечения в насадке. Насадку размещают обычно несколькими ярусами высотой от 1 до 3 м. Между ярусами оставляют свободные объемы высотой 300— 500 мм, в которых устанавливают распределительные тарелки 8 (см. рис. 5.1), необходимые для создания более равномерного по сечению орошения насадки, так как по мере перетекания по насадке вниз орошающая жидкость прижимается к стенкам аппарата. [c.121] Критическая скорость, соответствующая началу уноса жидкости газом, называется пределом захлебывания . Скрубберы работают в пленочных режимах, далеких от захлебывания. [c.123] Каскадные (полочные) аппараты применяются преимущественно в качестве конденсаторов смещения (см. рис. 5.2,а). В полом вертикальном цилиндре установлены на определенном расстоянии одна от другой (350—550 мм) плоские перфорированные полки в виде сегментов. Охлаждающая жидкость подается в аппарат на верхнюю полку. Основная масса жидкости вытекает через отверстия в полке тонкими струями, меньшая ее часть переливается через борт на нижележащую полку. Пар для конденсации подается через патрубок 1 в нижней части конденсатора и движется в аппарате противотоком к охлаждающей жидкости. Жидкость вместе с конденсатом выводится через нижний патрубок аппарата 2 и барометрическую трубу, а воздух отсасывается через верхний патрубок 3 вакуум-насосом. Кроме сегментных полок в барометрических конденсаторах при-менякртся кольцевые, конические и иной формы полки. [c.123] 39] можно найти основные конструктивные размеры барометрических конденсаторов, выпускаемых отечественной промышленностью. [c.123] Полые контактные теплообменники (с разбрызгивателями) нашли применение при конденсации паров, охлаждении, сушке и увлажнении газов, упаривании и сушке растворов, нагревании воды и др. На рис. 5.2,в показана схема контактного водонагревательного теплообменника. [c.124] Струйные (эжекторные) аппараты применяются редко и только для конденсации паров. На рис. 5.2,г показана схема такого конденсатора. Принцип их работы понятен из схемы. [c.124] Среднюю разность температур между теплоносителями в условиях контактного теплообмена определить очень трудно. Попытки приблизить расчетное значение Д ср к истинному путем деления всего процесса на некоторое число промежуточных участков несовершенны и сложны, так как в основу положено соотношение Льюиса а/р=сопз1=с (где а — коэффициент теплоотдачи р — коэффициент массоотдачи с — теплоемкость парогазовой смеси), которое в достаточной степени справедливо для аппаратов с температурой газа до 80°С. В аппаратах с высокой температурой такой метод определения Д ср приводит к большой ошибке. [c.125] В качестве наиболее простого и достаточно надежного способа определения Д ср можно рекомендовать формулу среднелогарифмической разности температур между газом и жидкостью при входе и выходе их из контактной камеры, аналогичную формуле для рекуперативных теплообменных - аппаратов. [c.125] Коэффициенты теплопередачи кр и к-и до настоящего времени аналитически получены быть не могут. Для конкретных случаев величины кр и к принимаются по экспериментальным данным. Однако если для определения объемного коэффициента теплопередачи к в скрубберах нет никаких эмпирических формул, то для определения кр имеется целый ряд рекомендаций. [c.125] Вернуться к основной статье