ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Уравнения связи между переменными из "Теплообменники-конденсаторы в процессах химической технологии" В предыдущем разделе мы рассмотрели основные этапы построения математической модели динамики теплообменника-конденсатора в рамках сформулированных упрощений общей системы уравнений сохранения. Следующий этап — определение плотностей массовых и энергетических потоков — это, как указывалось ранее, привлечение наиболее общих критериальных уравнений, обобщающих опыт экспериментальных и аналитических исследований локальных процессов тепло- и массообмена. Получение и анализ этих закономерностей представляет собой самостоятельную научную задачу, решение которой выходит за рамки данной книги. Поэтому изложение этого вопроса приведем в достаточно общем виде, отсылая читателя в случае необходимости к специальной литературе [7, 38, 65]. При этом следует помнить, что рассмотрение процессов осуществляется для г-го хода по трубному пространству. Индекс I в обозначении параметров, зависящих от номера хода, будет далее опускаться. [c.70] Подход К определению 7 , базировался на двух направлениях. Первое из них связано с формальным рассмотрением физической сущности уравнения (2.5.2) и получением выражения для в виде эмпирических формул, основывающихся на экспериментальном исследовании процесса. В ранних работах, связанных с исследованием конденсации водяного пара в присутствии воздуха, влияние инертного газа учитывалось в уменьшении коэффициента теплоотдачи, соответствующего конденсации чистого пара. Результаты экспериментальных исследований, сведенные к графической зависимости ак/ак = /(с), где Ко — коэффициент теплоотдачи при конденсации чистого пара, показали, что при относительной концентрации воздуха с = 0,04 значение Ск/ак, 0,2. При больших концентрациях с опытные данные начинают расходиться, поэтому коэффициент теплоотдачи и, следовательно, представлялся на основании экспериментальных данных как функция не только с, но также массовой скорости парогазовой смеси и среднелогарифмического значения парциального давления инертных газов. Сюда могут быть отнесены работы Л. Д. Бермана, в которых даются оценки эмпирическим формулам определения к, указываются области применения этих формул, приводятся данные экспериментального исследования влияния скорости парогазовой смеси на интенсивность конденсации, а также работы ряда авторов, исследовавших конденсацию парогазовых смесей, отличных от смеси водяного пара и воздуха. Понятно, что результаты всех этих работ не могут быть использованы в общей математической модели конденсатора, поскольку они справедливы только при условиях, совпадающих с условиями проведения эксперимента. [c.71] Второе направление было связано с анализом составляющих теплового потока, с последующим их выражением через общую движущую силу и кинетический коэффициент. [c.72] В уравнениях (2.5.7) —(2.5.27) d — dy, при движении парогазовой смеси в межтрубном пространстве, d = d ВН — при ДВИ женин по трубам. [c.75] Определение Удельный тепловой поток через пленку конденсата определяется формулой (2.4.49), где коэффициент теплоотдачи при конденсации а выражается через толщину пленки бк. [c.76] Гд = G J У(я йп) — для пучка вертикальных труб. [c.76] Раскрыв критериальные уравнения, получаем формулы для определения среднего значения коэффициента теплоотдачи. [c.76] Ок = fir п/( п н) — для горизонтальной одиночной трубы. [c.77] При определении коэффициентов теплоотдачи значения физико-химических параметров, входящих в коэффициенты Sr, В , Вт, следует вычислять при средней температуре пленки конденсата Лабунцов [67], однако, показал, что в качестве определяющей может быть использована температура внешней границы пленки конденсата при введении поправочного множителя гг. [c.77] Доля термического сопротивления пленки конденсата в рассматриваемых аппаратах составляет малую часть общего термического сопротивления передачи тепловой энергии. Поэтому к. пл и tк. ст близки друг К другу, а е/ приближается к 1. Учитывая соотношения (2.4.17), в дальнейшем под будем понимать iк.пл или равную данной температуре температуру насыщенного пара .пл. [c.77] Общая математическая модель поверхностного конденсатора должна быть дополнена зависимостями физико-химических параметров, входящих в критериальные уравнения, от соответствующей температуры. Для конденсируемых продуктов специальной химии информация об этих зависимостях, содержащаяся в справочных руководствах и регламентных данных, оказывается далеко не полной. Поэтому в данном случае недостающая информация может быть восполнена расчетами по апробированным структурным формулам и методикам. [c.77] Зависимость X от давления при Р 5,0 МПа, по данным Миснара [68], можно пренебречь. Расчет по формулам (2.5.40), (2.5.41) в температурном интервале t [—50 °С, +50 °С] обеспечивает погрешность, не превышающую 10 %. [c.78] Здесь т] — динамический коэффициент вязкости, сП р — плотность жидкости, г/см 0 — параметр, определяемый структурной формулой жидкости Т р = Т /Гкр — приведенная температура Гкр — критическая температура. [c.78] Анализ формул (2.4.42), (2.4.43) показывает, что точность вычисления динамического коэффициента вязкости в значительной степени зависит от точности информации об изменении плотности жидкости от температуры. [c.78] Сформулируем начальные и граничные условия системы дифференциальных уравнений (2.4.55), учитывая возможные схемы взаимного движения материальных потоков (см. рис. 2.13). [c.80] Граничное условие Осм(т, ) характеризует функциональную связь между расходом несконденсированной парогазовой смеси, положением клапана на линии сдувок (Лсд) с давлением Ясд и параметрами состояния парогазовой смеси на выходе из аппарата. В (2.5.50) данное условие формируется в виде уравнения расходной характеристики клапана, работающего под перепадом давления Р — Ред. Для конденсаторов, работающих под вакуумом, Осм(т, ) представляет собой уравнение производительности вакуум-насоса. [c.81] Вернуться к основной статье