Теплообменные аппараты температура стенки

Расчет теплообменной аппаратуры является весьма распространенной задачей в практике инженерных расчетов. Обычно это сложная оптимизационная задача по определению параметров и выбору конструкции теплообменника. Ниже представлена достаточно простая расчетная схема для кожухотрубчатого подогревателя, в основе которой используется итерационное решение уравнения теплового баланса аппарата с последовательным уточнением температуры стенки. Исходными данными для расчета являются тепловая нагрузка на аппарат, физико-химические свойства теплоносителей, температуры теплоносителей на входе и выходе из аппарата, а также некоторые конструктивные параметры теплообменника. В результате расчета определяется необходимая поверхность теплообмена. [c.388]

Для предупреждения подобных аварий при выпаривании легковоспламеняющихся компонентов из взрывоопасных продуктов следует строго регламентировать состав исходной смеси, поступающей на упарку, а также состав кубового продукта, до которого может отгоняться легкокипящий компонент. При этом следует всегда помнить, что при оголении греющей поверхности теплообменного аппарата температура стенки и пленки кубового продукта, смачивающего эту поверхность, может приближаться к температуре самого теплоносителя, что может вызвать местные перегревы продукта, взрывчатое разложение термически нестабильного вещества. Поэтому при выпаривании и разложении продуктов, способных в концентрированном виде к самопроизвольному химическому разложению, следует принимать меры, исключающие [c.138]

Разложение раствора в результате перегрева возможно в местах соприкосновения его со стенками трубок теплообменных аппаратов, температура теплоносителя в которых достигает на некоторых заводах 180°С. [c.62]

Характерной особенностью рассматриваемых теплообменных аппаратов (рис. 129) является жесткое крепление трубных решеток к корпусу (рис. 130). Это обстоятельство обусловливает возникновение температурных усилий в трубах и корпусе (кожухе) при различных температурах их нагрева, что может привести к нарушению развальцовки или обварки труб в решетках, продольному изгибу труб, если трубы нагреты больше, чем корпус, и др. В связи с этим кожухотрубчатые теплообменные аппараты жесткого типа (с неподвижными трубными решетками) обычно применяют, когда разность температур стенок труб и корпуса не превышает 30—50° С большая разность температур допускается для аппаратов большого диаметра О > 800 мм). [c.155]

Расчет площади теплопередающей поверхности аппаратов, теплообмен в которых сопровождается изменением агрегатного состояния теплоносителей (испарение или конденсация) или определяется условиями естественной конвекции, проводится методом подбора температуры стенки трубы, описанным в примере 6.2. [c.145]

Другим важным параметром при расчете на прочность узлов и деталей является их температура. При температуре среды в аппарате ниже 250 С расчетная температура стенки и деталей принимается равной максимально возможной при эксплуатации температуре среды. В случае обогрева открытым пламенем или горячими газами при температуре выше 250 °С расчетную температуру стенки и внутренних деталей принимают равной температуре среды, увеличенной на 50 °С. Для аппаратов с изоляцией температуру стенки принимают равной температуре на границе с изоляционным слоем (определенной теплотехническим расчетом), увеличенной на 20 °С. Для аппаратов, в которых осуществляется теплообмен, средняя расчетная температура стенок, труб, пластин и других деталей определяется теплотехническим расчетом. [c.76]

Теплообменные аппараты типов П и У применяют при значительной разности температур стенок кожуха и труб, а также в случае необходимости механической чистки трубного пучка снаружи. [c.345]

Если же температура стенки канала ограничена, например температурой греющей среды, то явление кризиса пузырькового кипения сопровождается уменьшением паропроизводительности аппарата. Оба указанных последствия весьма нежелательны при проектировании надежных в работе теплообменных аппаратов. Поэтому изучение кризиса пузырькового, кипения длительное время находится в центре внимания исследователей. [c.212]

Поскольку кожух теплообменных аппаратов обычно теплоизолирован, в расчетах примем равной средней температуре продукта, находящегося в межтрубном пространстве. В этом случае температура стенки трубы [c.31]

Режим работы теплообменного аппарата и скорость движения теплоносителей необходимо выбирать таким образом, чтобы отложение загрязнений на стенках происходило возможно медленнее. Например, если охлаждающая вода отводится при температуре 45—50°, то на стенках теплообменного аппарата интенсивно осаждаются растворенные в воде соли. [c.173]

Вода I категории, используемая как теплоноситель, охлаждающая продукт или сырье через стенку, должна иметь температуру не выше допустимой (для средней полосы европейской зоны обычно не выше 30 °С). Оборотная вода охлаждается для этого на градирнях или других сооружениях. Кроме того, такая вода не должна содержать взвешенных веществ более допустимого количества во избежание осаждения в теплообменных аппаратах и трубопроводах. При необходимости ее осветляют отстаиванием или фильтрованием. Вода I категории должна быть термостабильной, т. е. при многократном нагреве и охлаждении до первоначальной температуры не должна выделять карбонат кальция и другие соли в теплообменных аппаратах, холодильниках и трубопроводах. [c.10]

Таким образом, рассмотренные уравнения характеризуют распределение температур в теплоносителях вдоль поверхности теплообменного аппарата о учетом конкретных закономерностей действия источников и стоков тепла на поверхности и в объеме стенки, разделяющей потоки. [c.114]

В качестве материала для изготовления теплообменных аппаратов чугун получил довольно широкое распространение, особенно в химической промышленности. Литые чугунные теплообменники применяют для тепловых и технологических процессов с внутренним давлением до б—8 ати и температурой стенки до 200° С. [c.130]

Значение тепловой изоляции. Теплообменные аппараты и установки, а также вспомогательное оборудование к ним и трубопроводы, наружная стенка которых имеет температуру выше 50° С или ниже 0° С после монтажа, наладки и приемки должны быть покрыты тепловой изоляцией. [c.187]

Конденсация на стенках газопроводов и дымовых труб обычно отличается от конденсации в теплообменных аппаратах тем, что в случае применения тепловой изоляции разность температур газ—стенка получается значительно меньше. Чем лучше тепловая изоляция, тем 182 [c.182]

Большой интерес представляет парогазовая смесь при высоких температурах (1000—1500° К), поскольку получение водяного пара или нагретого воздуха с такой температурой требует преодоления значительных технических трудностей, из которых главной является создание теплообменных аппаратов, обеспечивающих значительный перенос тепла через стенку. В процессе же получения парогазовой смеси, когда теплообмен между продуктами сгорания и водой осуществляется непосредственным контактом, эта трудность автоматически отпадает. [c.75]

Быстрое нагревание жидкости до температуры 420 н-430° К осуществляется в простом струйном аппарате, показанном на фиг. VI. 4. Через сопло / под давлением пропускается продукт с большой скоростью и из кольцевого зазора 3 увлекает струю острого пара. Давление пара обычно применяется 11 14 бар. Пар усиливает турбулизацию продукта и быстро конденсируется в жидкости. В диффузоре 2 конденсация пара заканчивается и продукт выбрасывается в вакуум-камеру, где охлаждается за счет самоиспарения жидкости. В сочетании с регенерацией тепла описанный способ нагрева и охлаждения жидкости исключительно эффективен. Для таких жидкостей, как пищевая вода, некоторые химические жидкости, разбавление которых чистым конденсатом не имеет значения нагрев при непосредственном контакте с паром не может сравниться с обыкновенными теплообменными аппаратами. Если коэффициент теплопередачи от одной среды к другой через металлическую стенку в самых современных аппаратах достигает 3000 вт/м , то при непосредственном контакте с паром коэффициент теплоотдачи достигает 1-10 вт/м -град. [c.197]

Можно привести пример о влиянии качества теплоносителей на энергосбережение. В производстве этилена на установках газоразделения используются холодильные циклы для создания необходимых температур и давлений теплоносителей. Работа компрессорного оборудования часто вызывает попадание масляной фазы в газовую среду. Образуется масляный аэрозоль (туман). Последующая коагуляция масла на поверхностях теплообменных аппаратов повышает термическое сопротивление стенок и снижает эффективность их работы. Кроме этого для очистки теплообменных поверхностей от масляной пленки несколько раз в год выполняются внеплановые остановы установки газоразделения, что ведет к сокращению выпуска этилена. Сепарация масляного тумана специальным аппаратом позволила исключить остановы и потери продукта, повысить эффективность теплообмена, что дает реальный экономический эффект около 200 тысяч евро в год. Сепаратор масляного тумана окупился затри месяца эксплуатации [7]. [c.95]

В наиболее распространенных случаях (далее будут рассматриваться и другие ситуации) поток теплоты передается от теплоносителя с высокой температурой Т к теплоносителю с низкой — / через теплопередающую стенку. Принципиальная схема такого теплопереноса для фрагмента теплообменного аппарата представлена на рис. 6.1. Теплота (ее поток изображен левой вертикальной стрелкой) вводится в исследуемый фрагмент теплообменника с потоком горячего теплоносителя под действием постороннего побудителя (например, насоса). Далее поток теплоты через пограничную пленку, примыкающую к поверхности со стороны горячего теплоносителя, передается к фанице поверхности, проходит через поверхность (стенку), затем через пограничную пленку со стороны холодного теплоносителя (эти потоки теплоты изображены горизонтальными стрелками). Наконец, теплота выводится из исследуемого фрагмента с холодным теплоносителем (правая вертикальная стрелка). [c.470]

Теплообмен в аппаратах со стекающей пленкой. Коэффициент теплоотдачи при стабилизированном теплообмене, когда температурный напор определяется как разность температуры стенки и средней температуры пленки, можно вычислить по формуле (4.2.2.1) — при ламинарном режиме стекания и (4.2.2.2) — при турбулентном. Практический интерес представляет и область волнового режима. Совокупность уравнений [c.540]

Система уравнений (VII. 18) является математическим описанием процесса теплообмена через стенку в противоточных теплообменных аппаратах, для которых можно принять допущение о линейном изменении температуры рабочих сред по длине аппарата. [c.179]

Очень часто, например в теплообменных аппаратах, поток горячего теплоносителя отделен от холодного непроницаемой твердой стенкой. Для расчета теплопередачи необходимо знать коэффициенты теплоотдачи с обеих сторон стенки и ее термическое сопротивление. Задача существенно усложняется, если стенка с обеих сторон имеет ребра, температура по длине которых неравномерна. В таких случаях удобно использовать параметр теплопередачи (К системы тогда тепловой поток можно охарактеризовать соотношением [c.14]

Рассмотрим специфику вихревого аппарата как объекта регулирования. Полезные сведения по этому вопро су содержат материалы, относящиеся к определению длительности пускового периода. Исследователи вихревой трубы в режиме максимальной температурной эффективности обычно утверждают, что она безынерционна. Действительно, выход на стационарный режим по температуре охлажденного потока происходит за 1—Зс. Это можно объяснить следующим. Выше обсуждался вопрос об отводе теплоты от периферийных слоев через стенки камеры разделения. Показано, что температура стенок практически не влияет на при малых л. Благодаря этому стационарное значение температуры охлажденного потока на входе в диафрагму устанавливается практически мгновенно. Некоторое запаздывание стабилизации температуры потока в местах установки датчиков объясняется теплообменом воздуха со стенками диафрагмы и инерционностью приборов. [c.121]

Для теплообменных аппаратов температуру стенки определяют расчетом. Воздействие температуры а механические авонства металлов и O o eHiio Яа пластичность и текучесть металла весьма велико. [c.267]

Морскую воду, оказывают растительные и животные обрастания, которые развиваются иа поверхности труб теплообмениых аппаратов, на стенках холодильников, а также на распределителях, соплах, оросптелях градирен. Интенсивное развитие биологических обрастаний происходит при температурах 20—38 °С. [c.206]

Основные уравнения (VIII —6 и 13) были выведены из условия постоянства температур сред, окружающих внутреннюю и наружную поверхности стенки, следовательно, для случая постоянной разности температур. Но в теплообменных аппаратах температуры жидкостей, протекающих вдоль поверхностей, а также разности этих температур изменяются. В этом случае вводится средняя разность температур 6 - [c.318]

Трубчатые реакторы полного вытеснения. Трубчатые реакторы с поршневым потоком чащ,е всего имеют вид каналов с большим отношением длины к поперечному размеру. В реакторах такого типа теплообмен происходит через стенки. Следовательно, для поддержания приблизительно одинаковой температуры реагирующей смеси необходимо кроме высокой интенсивности теплообмена обеспечить низкие сопротивления переносу теплоты в направлении к стенке. Это условие,.помимо других, требует использования труб с небольшой площадью поперечного сечения. Наиболее простое конструктивное решение трубчатого реактора представлено на рис. VIII-32, а. Он состоит из двух концентрично расположенных труб, по внутреннему каналу движется реакционная смесь, по внешнему — теплоноситель или хладагент. Малая площадь поперечного сечения трубы ограничивает производительность аппарата. Для ее повышения большое число трубчатых реакторов соединяют параллельно в общем корпусе. Созданные таким образом многотрубчатые реакторы (рис. VIII-32,б и в), аналогичные по конструкции трубчатым теплообменникам, широко используются в промышленности. Аппараты этого типа часто применяются для проведения реакций с участием твердого катализатора, который в виде пористого сыпучего слоя заполняет либо трубы, либо меж-трубное пространство реактора. [c.317]

Теплообмеиные аппараты, предназначенные для работы при температуре среды от ЙОО до 400 С, изготовляют из спокойной стали. Детали теплообменных аппаратов с толщиной стенки до 26 мм, предназначенных для работы при температурах до 00°С, можно изготовлять из КВДяшей стали. [c.187]

Принципиально иное решение, связанное с подогревом воздуха топочными газами, предложено в воздухоподогревателе конструкции Башоргэнергонефти (рис. П-25). Секции аппарата собраны из чугунных труб двух типов ребристых (оребрение только с внешней стороны) и ребристо-зубчатых (с внешней стороны оребрение, с внутренней — зубцы). Секции из чугунных труб компонуются так, чтобы теплообменная поверхность со стороны топочных газов была в несколько раз больше, чем со стороны холодного воздуха. Это позволяет иметь повышенную температуру стенки со стороны топочных газов (выше точки росы) и избежать конденсацгди серной кислоты. [c.83]

Передача тепла в теплообменных аппаратах осуществляется от среды, имеющей более высокую температуру, к среде с более низкой температурой. Движущей силой при теплообмене является разность температур сред. Теплообмен осуществляется за счет конвекции, теплопроводности и теплоизлучения. В большинстве случаев срёды в теплообменных аппаратах не смешиваются между собой и отделены друг от друга листом (в спиральных и пластинчатых аппаратах и аппаратах с рубашкой) или стенкой труб (в кожухотрубчатых аппаратах), их движение осуществляется параллельно или противотоком по двум или более (при нескольких теплоносителях) пространствам аппарата. [c.341]

Рекомендуемые,значения термических сопротивлений -загрязнений 1 и Я2 связаны с каждой из теплообменива ещйжея фед п позволяют более широко и< использовать в различных сочетаниях для идентичных условий течения теплоносителей и температуры стенок каналов аппарата. В табл. 9.2—9.6 приведены данные по термическим сопротивлениям загрязнений, вносимых различным теплоносителями, в теплообменной аппаратуре промышленного на- значения. Эти данные позволяют ориентировочно оценить значения 1 и / 2 при расчете Кафф- Однако никогда не следует упускать возможности определения этих значений в результате обследова- ния работы промышленных аппаратов-аналогов на действующих установках. Поэтому представляет интерес рассмотреть методику обработки результатов наблюдений за работой промышленных аппаратов, позволяющую оценить характер изменения коэффициента теплопередачи в аппарате в зависимости от времени его эксплуатации. . [c.351]

Серия экспериментов была проведена с учетом известных данных по теплообмену в вихревых теплообменниках [4]. Результаты измерения температуры катализатора и стенки реакционной камеры по ходу газового потока были сопоставлены с полученными данными авторами [3, 22] для вихревых теплообменников. Характер изменения температуры стенки реактора в зависимости от параметров закручиваюшего устройства и калибра реакционной зоны аналогичен, поэтому расчетные зависимости, применяемые для расчета вихревых кожухотрубных аппаратов при степени расширения газового потока менее (тг < 1,3), могут быть использованы при расчете и термокаталитических трубчатых реакторов. В качестве дополнительного параметра необходимо учитывать только температурное сопротивление катализаторной пленки, которая еще имеет в качестве каркаса металлическую сетку, способствующую выравниванию температуры как по длине, так и по толщине ката-лизаторного слоя. [c.281]

Нагревание глухим паром. Наиболее распространено нагревание глухим паром, передающим тепло через стенку теплообменного аппарата Принципиальная схема нагревания глухим паром приведена на рис. У111-1. Греющий пар из генератора пара — парового котла / направляется в теплообменник 2, где жидкость (или газ) нагревается паром через разделяющую их стенку. Пар, соприкасаясь с более холодной стенкой, конденсируется на ней, и пленка конденсата стекает по поверхности стенки. Для того чтобы облегчить удаление конденсата, пар вводят в верхнюю часть аппарата, а конденсат отводят из его нижней части. Температура пленки конденсата близка к температуре конденсирующегося пара, и эти температуры могут быть приняты равными друг другу. [c.311]

Расчет тепловой изоляции.. Для определения величины тепловых потерь или снижения температуры теплоносителя в теплообменном аппарате, а также для определения температуры поверхности изоляционного слоя и его оптимальной толщины существуют различные методы расчета, основанные на законах передачи тепла через многослойную стенку. При проектировании тепловой изоляции необходимо учитывать экономические факторы (стоимость одной мегакалории тепла, стоимость изоляционной конструкции, эксплуатационные расходы), имеющие важное значение при выборе изоляционного материала и толщины слоя изоляции [Л. 60]. [c.192]

Третье направление в усовершенствовании теплообменных аппаратов идет по пути нагрева жидкости при непосредственном контакте с паром и охлаждения ее самоиспарением. Этот принцип теплообмена по своей интенсивности несоизмеримо эффективней в сравнении с первыми двумя способами теплообмена в поверхностных аппаратах. Если коэффициент теплоотдачи от стенки к жидкости в поверхностных аппаратах колеблется от 1000 до 5000 втЫ град, то при этом способе теплообмена, т. е. при непосредственном контакте жидкости с паром этот коэффициент достигает величины 10 вт/м -град. Применение этого принципа особо выгодно в пищевой промышленности. Несмотря на высокую температуру нагрева пищевых продуктов при контактном способе, кратковременность процесса обеспечивает сохраление витаминов. Охлаждение жидкости за счет самоиспарения под вакуумом во много раз интенсивнее чем охлаждение на стенке поверхностного аппар1ата. Сочетание контактного способа нагрева жидкости с последующим охлаждением ее под вакуумом может быть широко использовано в производстве,. [c.4]

Из этого выражения вытекают вполне ясные следствия. Начальная и конечная температуры жидкости всегда заданы условиями технологического процесса. Температура теплоносителя в аппарате обычно постоянна и повышение этой температуры для ряда жидкостей вызывает пригар к стенке трубы. Остаются две взаимо-переменные величины с1 и ш. С увеличением скорости и одновременным уменьшением диаметра интенсивность теплообмена увеличивается, поэтому длина канала сокращается. Если скорость оставить постоянной, то чем меньше й, тем короче длина трубы. При постоянном диаметре трубы повышение скорости вызывает увеличение длины трубы. Отсюда следует, что сокращение длины трубы при прочих равных условиях наиболее эффективно за счет уменьщения диаметра, т. е. за счет уменьшения толщины слоя жидкости. Но уменьшениё диаметра трубки при заданной производительности ведет к увеличению числа трубок, что вызывает неудобства при эксплуатации аппарата. Сохранить тонкий слой жидкости при широком периметре возможно только в плоской или кольцевой Дели. Попытка сократить длину канала привела к конструированию кольцевого теплообменного аппарата. На фиг. П. 19 показана простая конструкция кольцевого тонкослойного аппарата. В трубки обыкновенного трубчатого аппарата ставятся пустотелые вытеснители. Для центровки вытеснителей на их боковой поверхности сделаны напайки, а концы вытеснителей выполнены коническими. Острия конусов упираются в крышки аппарата. В межтрубное пространство подается пар, горячая или холодная вода. В зависимости от теплоносителя аппарат может выполнйть функции нагревателя или охладителя. [c.78]

Конструкция вводной части обеспечивает равномерное распределение пирогаза по периметру аппарата. По сравнению с другими конструкциями высокий коэффициент теплопередачи от пирогаза в ЗИА фирмы Mitsui определяет и высокую температуру стенки теплоотдающих труб, что приводит к снижению отложений кокса. Даже при жестком пиролизе бензина продолжительность пробега ЗИА достигает 3—4 мес. Паросборник и теплообменная секция объединены, теплообменные и внутренние трубки, по которым стекает вода, не имеют поворотов. Такая конструкция компактна, позволяет проводить очистку аппарата от твердых отложений одновременно с выжигом кокса из печи при удалении из него воды и подаче паровоздушной смеси при 650 °С. Кокс выжигается из ЗИА в течение 24 ч [317, 318]. [c.126]

Особого внимания заслуживает оценка термического сопротивления пленки конденсата Rпл Вопрос, очевидно, не возникает, когда разделение фаз происходит с отсосом образующегося конденсата через пористую стенку. Обычно же определение перепада температуры в пленке конденсата требует проведения большого числа трудоемких опытов при конденсации движущегося чистого пара. Однако, как показали визуальные наблюдения авто ров, из парогазовой смеси с параметрами, какие обычно имеют место на выходе изТЭ, осуществляется капельная конденсация, в связи с чем парциальное давление пара у поверхности раздела фаз можно определить по температуре стенки. Таким образом, анализ зависимости (5.30) показывает, что с точки зрения инженерной практики для обобщения опытных данных по тепло- и массо-обмену прп конденсации пара в присутствии неконденси-рующегося газа в теплообменных аппаратах ЭХГ достаточно знать закономерности изменения коэффициента массоотдачи и соответственно диффузионного числ- Нуссельта. [c.245]

Тепловая труба представляет собой разновидность теплообменного аппарата, передающ,его тепло на значительное расстояние под воздействием относительно небольшой разности температуры. Она представляет собой полую трубку с запаянными торцами. Трубка частично заполнена жидкостью, которая пспаряется при достижении определенной температуры. При кипении жидкость у горячего торца трубы испаряется, в результате создается область повышенного давления. Под действием этого давления испарившаяся жидкость движется к холодному торцу, где и конденсируется, отдавая именно то определенное количество тепла (при условии отсутствия потерь тепла на пути движения), которое она запасла при кипении. Конденсат затем стекает по стенкам капилляра обратно в испарительную зону. Благодаря высокому значению скрытой теплоты парообразования (и конденсации) при капиллярном действии фитиля большое количество тепла может непрерывно переноситься от одного торца трубы к другому без участия механического насоса. Если предположить, что фитиль состоит нз материала с круглыми капиллярами радиусом г, интенсивность теплообмена с единицы площ,ади между двумя торцами трубы можно получить из выражения [c.157]