ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Методы расчета процессов ректификации и конденсаОсновы процесса ректификации из "Справочник по физико-техническим основам глубокого охлаждения" Здесь Р — поверхность теплопередачи, м и Ь — длина трубы, м. Размерность Q либо-вт, либо ккал/ч в зависимости от размерности К. [c.244] Отношения частных (между слоями) температурных напоров друг к другу и к полному температурному напору равны отношениям соответствующих термических сопротивлений. [c.244] Вычисление Д ср по этой формуле возможно лишь при постоянстве теплоемкостей потоков и коэффициента теплопередачи при изменении температуры. В установках глубокого охлаждения очень часто теплоемкость при охлаждении сжатых газов не остается постоянной. [c.244] Теплоемкость газов для давления, близкого к критическому, чрезвычайно сильно меняется с изменением температуры. Так, для воздуха теплоемкость при давлении 40 ат с изменением температуры меняется в десятки раз. Однако при давлении 200 ат изменение теплоемкости происходит всего раза в полтора, в то время как при 1 аг теплоемкость воздуха можно считать постоянной, не зависящей от температуры. [c.244] В случае изменения теплоемкости потоков необходимо пользоваться среднеинте-тральной разностью температур. [c.244] Подробно об этом методе см. [Б-20, К-1]. [c.245] На рис. 8-8 даны принципиальные схемы теплообменников, наиболее часто применяемых в технике глубокого холода. [c.245] Теплообменник из соединенных по всей длине гладких трубок (чаще всего спаянных мягким припоем) обладает высокой эффективностью и прост в изготовлении (рис. 8-8,а). Применяются теплообменники этого типа только при небольших потоках (практически до 100 м ч). В аппарате подобного типа легко осуществить теплообмен между несколькими потоками. Для потоков с сильно различающимися рабочими параметрами сравнительно легко можно выбрать целесообразные конструктивные данные, варьируя число и размер трубок (для обратных потоков газов низкого давления используется большее число трубок, чем для прямых потоков сжатых газов). Чаще всего подобные теплообменники применяются в небольших лабораторных ожижителях водорода и гелия. [c.245] Конструктивно теплообменники из спаянных трубок изготавливаются обычно в виде спиралей сравнительно большого диаметра (150—350 мм) тространство внутри спирали удобно использовать для размещения других элементов ожижителя. [c.245] Применяются медные трубки (ГОСТ 617-41) с наружным диаметром 5—7 м.м. и толщиной стенки 0,5—1 мм. (в зависимости от давления). [c.245] Скорость сжатых газов выбирается в пределах 1—5 м/сек, а газов низкого давления (обратные потоки) 20—50 м/сек. [c.245] Теплообменник типа труба в трубе (рис. 8-8, б) также применяется при небольших потоках теплоносителей он характеризуется сравнительно малой поверхностью теплопередачи и большим весом (поверхность наружной трубы не участвует в передаче тепла). Используется чаще всего в установках умеренного холода. [c.245] Змеевиковый (или якорный) теплообменник (рис. 8-8, г) изготавливается из срав. нительно небольшого числа длинных трубок (обычно медных), которые на концах соединены коллекторами. Трубки заключены в спиральный кожух, который может быть как круглого, так и прямоугольного сечения. Змеевиковые теплообменники применяются в установках разделения воздуха, коксового газа и пр. при сравнительно небольшой производительности. Допускаемые скорости газа 10—20 м/сек в межтрубном пространстве и 0,5—1,5 м/сек для сжатого газа в трубках. [c.245] Теплообменники этого типа могут выполняться как прямотрубными, так и змеевиковыми, с одной или несколькими ребристыми трубками (в последнем случае, как показали опыты, эффективность теплообмена даже возрастает). Скорость сжатого гелия в трубках выбирается в пределах 1—5 м/сек, расширенного гелия в межтрубном пространстве— 15— 25 м/сек. [c.245] Кожухотрубный теплообменник (рис. [c.245] И трубок применяют либо линзовые компенсаторы на кожухе, либо сальниковое уплотнение одной из трубных решеток, допускающее ее перемещение. В некоторых случаях кожухотрубные теплообменники выполняются многосекциониыми (рис. 8-8,е). [c.246] Пластинчатый теплообменник (рис. 8-8, и) находит применение в установках глубокого холода, перерабатывающих большие количества газа низкого давления. Подробные данные о конструкции, применении и методике расчета см. [3-61а, К-Ю, К-15, К-16, К-16а, К-17, К-30]. [c.247] Материалы для изготовления низкотемпературных теплообменников. Для изготовления теплообменников, работающих при температурах ниже —80° С, чаще всего применяются красная медь и алюминий. В области более высоких температур используется углеродистая сталь. [c.247] Компоненты жидкой смеси при одной и той же температуре обладают различной упругостью паров. При равновесии между паровой и жидкой смесями концентрация одного из компонентов в паре, обычно легколетучего, выше, чем концентрация его в жидкости. Используя различие в концентрациях жидкости и пара, можно путем ректификации или конденсации разделить смесь на компоненты нужной чистоты. [c.247] Процесс ректификации может осуществляться непрерывно или периодически. Чаще используется непрерывная ректификация. [c.248] Вернуться к основной статье