Теплообмен сложный

Рис. 4. 8. Схемы движения жидкостей Рис. 4. 9. Сложное движение потоков при теплообмене. при теплообмене.

В книге рассмотрены основы расчета перегонки и ректификации нефтяных смесей, простые и сложные схемы перегонки и ректификации, разделительные системы со связанными тепловыми и материальными потоками и с тепловыми насосами. Рассмотрены методы синтеза и анализа разделительных и теплообменных систем, типовые схемы автоматического управления процессами перегонки и ректификации. Приведены многочисленные примеры синтеза и анализа технологических схем перегонки н ректификации основных процессов нефтепереработки. [c.2]

Теплообмен лучеиспусканием является частным видом теплообмена, при котором происходит превращение тепла в излучаемую энергию. Тепловое и световое лучеиспускание является процессом распространения электромагнитных волн, которые распространяются в пространстве со скоростью 300 000 км/сек. Электромагнитные волны, являющиеся носителями тепловой лучистой энергии, отличаются от волн, соответствующих световому излучению, лишь длиной волны. Если говорят, что тепло передается лучеиспусканием от одного тела к другому, то это является упрощенным объяснением явления, которое в действительности весьма сложно. Количество тепла, которое излучает твердое, жидкое или газообразное тело, является лишь частью общей излучаемой энергии. [c.128]

Теплообменными аппаратами называют устройства, предназначенные для передачи тепла от одного теплоносителя к другому для осуществления различных тепловых процессов, например, нагревания, охлаждения, кипения, конденсации или более сложных физ ико-химических процессов — выпарки, ректификации, абсорбции и т. п. [c.7]

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]

Как следует из результатов расчета, некоторое отступление от оптимального температурного режима в первом и втором слоях контактной массы в аппарате с промежуточным теплообменом лишь незначительно сказывается на обш,ем объеме контактной массы. В этих слоях находится всего 31% контактной массы, а с повышением степени контактирования это количество еще уменьшается (до 20% при контактировании 99%). Кроме того, в контактном аппарате с внутренним теплообменом, режим которого ближе к оптимальному, относительное уменьшение количества контактной массы невелико по сравнению с ее количеством в аппарате с промежуточным теплообменом. В то же время контактные аппараты с внутренним теплообменом сложнее и дороже аппаратов с промежуточным теплообменом, чем и объясняется преимущественное распространение последних. [c.232]

По сравнению с простыми схемами синтез сложных схем с теплообменом требует значительно большего объема вычислений из-за необходимости перебора всех возможных вариантов теплообмена с определением оптимальных условий разделения смесей в каждой колонне (давления, числа тарелок и флегмового числа). [c.138]

Сложными и трудоемкими являются подъемно-транспортные работы при монтаже (демонтаже) и ремонте оборудования и теплообменной аппаратуры. При использовании грузоподъемных механизмов необходимо руководствоваться Правилами устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов , утвержденными Госгортехнадзором СССР. [c.225]

Приближенные модели переноса. При изучении экстракции и абсорбции расчет процессов массо- и теплообмена часто проводят, исходя из предположения, что гидродинамика существенно влияет на массо- и теплоперенос, в то время как тепловые и диффузионные потоки слабо меняют характер течения. Это облегчает задачу, но, к сожалению, не избавляет от математических трудностей, связанных с учетом сложных гидродинамических условий, в которых протекают массо- и теплообменные процессы. Развитие теории массо- и теплопереноса щло по пути учета влияния гидродинамических факторов с помощью построения различных приближенных моделей. [c.172]

Проточные реакторы. Большинство современных промышленных процессов проводится в непрерывно действующих проточных реакторах. Такой реактор представляет собой открытую систему, взаимодействующую с внешней средой в аппарат непрерывно подаются исходные вещества и отводятся продукты реакции и выделяющееся тепло. На показатели работы реактора влияют, наряду с химической кинетикой и макрокинетикой процесса, новые, специфические факторы конвективный поток реагентов и теплообмен с внешней средой. Расчет и теоретический анализ работы реактора с учетом взаимодействия и взаимного влияния всех этих факторов — далеко не простое дело. Число параметров и переменных, необходимых для точного расчета, в практически важных случаях может быть чрезвычайно большим и превосходить возможности даже самых быстродействующих вычислительных машин. Дополнительную сложность вносят типичные для крупномасштабных систем явления статистической неупорядоченности и случайного разброса характеристик процесса. Эти явления нельзя рассматривать как внешнюю, досадную помеху они связаны с самой природой процесса и должны обязательно приниматься во внимание при анализе его работы. Непременным залогом успеха при расчете промышленных химических реакторов является предварительный анализ основных факторов, влияющих на процесс в данных условиях. Только таким путем можно выделить основные связи из сложной и запутанной картины взаимодействия различных процессов переноса и химической реакции, не отягощая расчет излишними и зачастую обманчивыми уточнениями и в то же время не упуская из виду существенных, хотя, может быть, и трудных для анализа, действующих факторов. [c.203]

Обычно в технике приходится иметь дело со сложными случаями теплопередачи, осуществляемой и конвекцией, и теплопроводностью. К ним относится теплообмен между средами через разделяющую их перегородку. [c.38]

Увеличение избытка воздуха часто объясняется негерметичностью конструкции печи. Холодный воздух обычно проникает в печь через щели в двойниковых коробах, гляделки, взрывные окна и другие неплотности корпуса и обмуровки топки вследствие разрежения, создаваемого тягой. При этом снижается температура газов в топке, ухудшается теплообмен, расходуется дополнительное количество топлива. Постоянный контроль количества проникшего в печь воздуха отсутствует, поэтому непроизводительный расход топлива очень велик. По некоторым данным [19], при устранении неплотностей в топке необходимое количество топлива снижается на 5%. Для сравнения напомним, что 3 результате эксплуатации сложной и металлоемкой системы воздухоподогревателей достигается экономия топлива 10—12%. [c.115]

В настоящей главе рассмотрен ряд методов поиска экстремума целевой функции, использованных в различных алгоритмах оптимизации теплообменных аппаратов метод случайного поиска, методы сеток и спуска, метод Гаусса — Зейделя, метод независимого спуска с ранжированием переменных (предложен автором). Разработаны структуры, реализующие эти методы. Проведено сопоставление методов по их алгоритмической сложности. Показаны преимущества предложенного автором метода при оптимизации сложных целевых функций многих пере менных. Приведенные в главе структуры поиска экстремума являются обязательным элементом любых алгоритмов оптимизации теплообменников (см. главу 3). Они служат исходными данными при синтезе систем оптимизации промышленного теплообменного оборудования. [c.280]

Сложность заключается еще и в том, что на процесс горения серы оказывает существенное влияние печная среда, состоящая из серы, кислорода, азота, паров воды, обжиговых газов. Движение газового потока в печи осложняется теплообменными н физико-химическими явлениями из-за наличия в системе источников газообразования и тепловыделения. Таким образом, в печи создаются сложные поля скоростей, концентраций газов и температур. Эти поля трудно поддаются точному математическому описанию. [c.38]

Наличие большого числа сложных поверхностей при отсутствии для них достаточных экспериментальных данных по теплообмену и гидравлическому сопротивлению вызывает большие трудности получения решений в общем виде, поэтому рассматриваются отдельно наиболее распространенные типы течений и решеток. Возникают также трудности общего решения при фазовых переходах хотя бы одного из теплоносителей. В последнем случае, как это иногда делают при расчете теплообменников, сравнения и оптимизацию приближенно можно рассматривать как для одностороннего обтекания. Эти вопросы требуют дальнейшего развития анализа. [c.5]

Важной задачей химической, нефтехимической, нефте- и газоперерабатывающей промышленности является- создание автоматизированных систем оптимального проектирования. Поэтому возникает необходимость эффективного решения проблемы методического обеспечения оптимизирующих расчетов основных промышленных теплообменных аппаратов и их комплексов. Системы расчета теплообменников должны иметь по возможности наиболее широкую область приложения как по видам расчета, так и по типам аппаратов. При этом системы не должны быть слишком громоздкими в реализации, чтобы их можно было использовать не только самостоятельно при проектировании теплообменного оборудования, но и как подсистемы в более сложных системах оптимального проектирования предприятий. [c.8]

Расчет коэффициента теплоотдачи в межтрубной зоне теплообменного аппарата представляет весьма трудную задачу. В литературе имеются лишь ограниченные сведения по методам расчета промышленных аппаратов со сложной структурой потока теплоносителя. Наличие поперечных перегородок вызывает многократное изменение направления потока, а различные зазоры (между корпусом аппарата и перегородками, перегородками и трубами пучка, байпасный канал между корпусом и пучком) обусловливают существование протечек теплоносителя. [c.236]

Вашек В., Догнал М., Каневец Г. Е. и др. Теплообменные аппараты как подсистемы сложных химических производств.— Алгоритмизация расчетов процессов и аппаратов хим. пр-в, технологии перераб. и транспорта нефти и газа на ЭВМ, 1974, вып. 8, с. 3—7. [c.338]

При решении задач синтеза отдельных стадий химического производства наибольший интерес представляют алгоритмы, пост-роенные с учетом специфики внешних источников и стоков тепла. Причем внешними по отношению к данной стадии могут быть потоки других стадий. Естественно, задача синтеза становится значительно сложнее, снижается управляемость производством вследствие появления дополнительных перекрестных связей, но достигается максимальная степень рекуперации энергии внутри схемы. По суш еству, этот переход от декомпозиционного принципа к совместному синтезу приводит к формированию соответствуюш ей стратегии и критерия оптимальности. Совместный синтез в равной степени может привести к изменению традиционной структуры каждой из стадий, поскольку они будут формироваться исходя из единого критерия оптимальности. Примером такой стратегии является синтез теплообменной системы одноколонной ректификационной установки на основе термодинамического метода [31, 32]. [c.468]

Проектирование современных химических производств, основанное на принципах системного анализа сложных химико-технологических систем, требует решения задачи многоуровневой оптимизации, на одном из основных уровней которой рассматриваются отдельные виды технологического оборудования, в том числе теплообменные аппараты различного назначения. Основная особенность большинства существующих видов теплообменного оборудования состоит в дискретном характере изменения его конструктивных параметров (площади теплообмена, геометрических размеров и т. д.). о приводит к появлению разрывов на поверхности отклика целевой функции при включении таких параметров в число оптимизирующих факторов при ограниченном количестве типоразмеров теплообменного оборудования и в ряде случаев весьма существенно сказывается на значении найденного минимума критерия оптимальности. [c.360]

Параллельно-последовательные схемы имеют существенные преимущества по сравнению с. параллельными, но их трубопроводная обвязка более сложна Аппараты и теплообменные секции, работающие в режиме охлаждения газа и пара, должны быть оборудованы промежуточными отборами для отвода конденсата из трубного пространства. При понижении температуры атмосферного воздуха конденсация усиливается, что приводит к увеличению гидравлического сопротивления, а в отдельных [c.29]

В этом отношении может показаться, что низкокалорийные газы имеют некоторое преимущество перед ЗПГ. С одной стороны, повышенная сложность установок для производства ЗПГ весьма часто приводит к большим потерям, к тому же синтез метана сопровождается образованием побочных продуктов, таких, как ароматические углеводороды и полукокс. С другой стороны, более высокий температурный уровень процессов получения низкокалорийных газов, если в них не предусмотрено сложное теплообменное оборудование для взаимной передачи тепла от печных продуктов и конечного газа, приводит к снижению коэффициента полезного действия, а образование, полукокса при термическом разложении может быть предотвращено при тщательной проработке конструкции подогревателя, что позволит избежать также дополнительных потерь тепла. Хотя в итоге высокотемпературные реформаторы и установки частичного окисления являются и менее сложными, чем оборудование для получения ЗПГ, требуемые капитальные затраты в обоих случаях одного порядка, особенно если их выразить в удельных капитальных затратах на единицу тепла. В действительности, как по тепловым потерям, так и по капитальным затратам технологические схемы производства низкокалорийных газов обладают незначительным преимуществом по сравнению с оборудованием для производства ЗПГ. [c.219]

Мы рассмотрели расчет теплопередачи между тремя теплоносителями в одном аппарате. Следует отметить, что в современной практике встречаются случаи, когда в одном аппарате осуществляется теплообмен между семью и более средами. Расчетные зависимости уже для трехпоточного аппарата весьма сложны и гро- [c.28]

Расчет теплопередачи для любых видов тока на основе ступенчатого метода. В предыдущих разделах путем решения дифференциального уравнения теплопередачи получены зависимости для расчета теплообменных аппаратов с различными схемами взаимного тока теплоносителей. Результаты показывают, что даже для сравнительно простых схем тока получаются весьма громоздкие выводы и уравнения. Для более сложных случаев дифференциальное уравнение теплопередачи либо вообще не может быть решено в элементарных функциях, либо решения имеют столь громоздкий [c.29]

К указанным трем типам включения ступеней может быть сведена любая теплообменная система, будь то единичный сложный аппарат или группа аппаратов, соединенных между собой произвольным образом. При этом важно подчеркнуть, что отдельная ступень может быть сама элементом произвольной сложности. [c.35]

По сравнению с котлами-утилизаторами воздухоподогреватели обладают преимуществами более простой конструкцией, менее сложны и более безопасны в эксплуатации. Однако и для их применения требуются значительные капитальные вложения, которые обусловлены необходимостью иметь большую теплообменную поверхность и использовать для изготовления аппаратов коррозпонностойкие дорогостоящие материалы. Кроме того, применение в печном агрегате воздухоподогревателя приводит к снижению конечной температуры уходящих из печи топочных газов и росту аэродинамического сопротивления в дымовом тракте и уменьшению тяги в печи. Для ее повышения необходимо либо устанавливать достаточно мощные дымососы, либо сооружать более высокую дымовую трубу, футерованную кислотостойкими материалами. [c.79]

Сравнение эффективности конвективных теплообменных аппаратов различной конструкции показало, что особое место среди них занимают пластинчатые теплообменные аппараты (ПТА), изготавливаемые методом холодной штамповки из тонкого листового металла. Интенсификация теплообмена в них происходит за счет высокой степени искусственной турбулизации потока, движущегося тонкими слоями в узких межпластин-ных каналах сложной геометрической формы при многократном изменении направления движения. [c.337]

Для таких случаев на основе ступенчатого метода можно указать весьма простую схему, позволяющую осуществлять расчет сколь угодно сложной теплообменной системы с любой заранее заданной точностью. Ниже приводится примерный порядок такого расчета. [c.39]

Вся теплообменная система или сложный теплообменный аппарат разбивается на отдельные ступени, для которых имеются общие аналитические зависимости вида (1.79) или (1.80). Например, в качестве расчетных ступеней могут быть взяты части общей системы, представляющие собой поперечный ток, общий прямо- и противоток, параллельно-смешанный ток, для которых имеются соответствующие зависимости. [c.39]

Параметры продуктов сгорания в период функционирования СПП нестационарны в газоводах и цилиндрах двигателя. Уровень давления на выходе из газогенератора зависот от суммарных тепловых и газодтами-ческих потерь в магистралях СПП и давления газа в цилиндрах, которое преодолевает момент сопротивления вала. Изменение характеристик газа обусловлено нестационарным теплообменом в длинных газоводах. Если до распределения эти изменения легко прослеживаются, то за ним физическая картина течения чрезвычайно затрудняется наложением на нестационарный теплообмен сложной газодинамической картины. Участки с резким расширением, поворотами в распределителе и за ним, а также переменные объёмы цилиндров существенно турбулизируют газ, увеличивая нестационарную теплоотдачу в стенки. Этому способствует также высокоскоростное циклическое переключение потока газа с одной магистрали на другую за распределителем. [c.115]

В патенте [28] смесь продуктов алкилирования предлагается разделить также в одной сложной ректификационной колонне (рис. -31). Однако, в отличие от патента 27], конденсацию изо-бутаяовой фракции, выводимой в паровой фазе боковым погоном, рекомендуется осуществлять теплообменом с жидкостью в низу изобутановой колонны, которая используется для предварительного разделения исходной смеси изомеров бутана. [c.240]

Процессы, которые наблюдаются при конвективном теплообмене, являются весьма сложными также потому, что они всегда связаны с теплопроводностью. Не более 30 лет шрошло с тех пор, как начали пользоваться формулами, которые основываются на физических данных вместо прежних ошибочных эмпирических формул. [c.27]

Несмотря на то, что выделено 37 признаков процессов, объединенных в восемь классов, характеристика эта неполная. Каждый процесс может быть отнесен к нескольким из 37 групп, вследствие чего техническое решение о проведении прдцесса может быть различным. Проблема эта настолько сложна, что общие рекомендации по проектированию таких процессов практически невозможны. Например, при термическом крекинге придется иметь дело с параллельными и последовательными, необратимыми, первого порядка, эндотермическими, в двуфазнон системе, некаталитическими реакциями превращение будет политропным, непрерывным, в потоке, без рециркуляции, с непрерывным теплообменом через стенку. [c.344]

Многие единичные процессы (например, теплообмен, ректификация, осаждение и т. д.) изучены настолько полно, что на основе лабораторных исследований можно без большого риска сразу же рассчитывать аппараты промышленного масштаба. Следовательно, при этом отпадает необходимость проведения исследований в четверть- и полупромышленном масштабе (если, конечно, нет необходимости определения эффектов продолжительной работы всей непрерывнодействующей установки). Другие единичные элементы процесса, масштабирование которых вызывает затруднения (например, кристаллизация, процессы в гетерогенных системах), а также сложные химические превращения должны, как правило, исследоваться во всех запланированных промежуточных масштабах. [c.441]

Наряду со змеевиками применяют сварные теплообменные элементы (рис. 92), выполненные из двух коллекторов, соединенных рядом параллельных труб. Их устанавливают как вертикально, так и горизонтально. Иногда используют также элементы в виде двойных теплообменных труб (труб Фильда). Трубы Фильда (рис. 93) сложны по конструкции, так как требуют системы коллекторов для подвода и отвода теплоагента, поэтому их применяют редко, когда другие теплообменные конструкции осуш,ествить не удается. [c.106]

Более сложным является случай, когда промышленность не изготовляет теплообменных аппаратов для данной цели и его необходимо выбрать из числа аппаратов, выпускаемых для другого наз на-чения. В сходстве.чных случаях может оказаться в,озможным не проектировать новый теплообменный аппарат, а конструкцию, применяемую в какой-либо отрасли промышленности, применить в другой отрасли шромышлениости и для другого назначения, если рациональность этого подтверждает проверочный тепловой, гидравли-. ческий и прочностной расчеты. [c.3]

Расчет перепада давления ДР в межтрубной зоне теплообменных аппаратов представляет собой довольно сложную задачу. В отечественной практике часто используется методика ВНИИнеф-темаша (бывший Гипронефтемаш), в соответствии с которой перепад давления определяется по формуле [c.253]

К объективным причинам относится объективно существующая на стадии проектирования неполнота экспериментальной информации о параметрах равновесия и физико-химических свойств веществ и их смесей при различных температурах и давлениях, неопределенность исходной информации об изменении активности катализаторов, о кинетических параметрах химических, диффузионных и теплообменных процессов, имеющих сложную детер.минированно-стохастическую природу, а также неполнота информации о сложной гидродинамической структуре лотоков внутри аппаратов [1, 4, 32]. Кроме того, к неопределенной информации относятся стохастически изменяющиеся параметры сырья, топлива и энергии, внешние климатические условия функционирования ХТС, конъюнктурные изменения производительности ХТС по выпуску некоторого продукта. Указанная неполнота исходной информации существенно влияет на степень достоверности или надежности принимаемых проектных решений. Достоверное проектное решение должно давать такие значения конструкционных параметров оборудования ХТС и такие значения, или пределы, изменения оптимизирующих технологических переменных процессов, которые при функционировании ХТС обеспечивают выполнение с некоторой степенью вероятности, или статистической оптимальности, требований задания на проектирование при любых значениях неопределенных параметров ХТП и возмущающих воздействиях внутри области их допустимых значений и при соблюдении заданных в регламенте технологических ограничений [1]. [c.23]

Дальнейшим развитием метода тепловых диаграмм является введение операции слияния потоков, принадлежащих одному и тому же температурному интервалу [31]. В результате слияния образуются два суперпотока — горячий и холодный, к которым в дальнейшем применяется операция сдвига. Система теплообмена, полученная в результате такого преобразования диаграммы, позволяет в максимальной степени экономить тепло, однако часто получается более сложной и содержит. большее число теплообменников (рис. 8.9, б). Это вызвано тем, что слияние потоков приводит к их расщеплению. Построение исходной структуры тепдооб-мепной системы производится следующим образом. Тепловая диаграмма может быть разделена на несколько интервалов по оси абсцисс, число которых равно числу монотонных участков на графиках суперпотоков. Для каждого из интервалов выполняется балансовое соотношение и соответствующие потоки могут быть объединены теплообменом. [c.467]

Описанная совокупность явлений составляет сущность сложного процесса, который называют эффектом стесненности. Заметим, что в зависимости от числа кристаллов в локальном объеме (от объемного содержания дисперсной фазы), от взаимного расположения частиц по-разному происходит перемещение частиц, 15 массообмен и теплообмен с несущей фазой, заметно отличающийся от массотеплообме-на сплошной фазы с единичным кристаллом. [c.11]

Как известно, простейшая форма связи теплоотдачи и гидравлического сопротивления, данная в аналогии О. Рейнольдса, выполняется только при соблюдении подобия полей температуры и скорости, когда описываюшие их уравнения движения и энергии одинаковы. Эти условия выполняются при турбулентном теплообмене в плоском пограничном слое без градиента давления при равенстве единице молекулярного и турбулентного чисел Прандтля, когда распределение продольной составляющей скорости и профиля температуры в потоке описываются идентичными уравнениями. Отклонение от этих условий (наличие градиента давления или отличие числа Рг от 1) приводит к нарушению аналогии Рейнольдса. Тем более эта аналогия не выполняется для сетчато-поточных каналов сложной формы, определяющих трехмерную структуру потока. [c.358]

Следует заметить, что мы рассматривали чрезвычайно простые реакции, проводимые в кубовом реакторе непрерывного действия. На практике приходится сталкиваться со значительно более сложными реакциями (подобными описанным Хофтайзером и Цвитерин-гом ), с процессами в трубчатых ректорах с теплообменом. Однако даже при использовании упрощенных уравнений скоростей качественный анализ влияния побочных реакций с тепловым эффектом [c.146]

Тепло- и массообмен Теплотехнический эксперимент (1982) -- [ c.115 , c.205 ]

Тепловые основы вулканизации резиновых изделий (1972) -- [ c.9 , c.144 , c.146 ]

Процессы и аппараты химической технологии Издание 3 (1966) -- [ c.364 ]

Справочник химика Том 5 Издание 2 (1966) -- [ c.601 , c.603 ]

Процессы и аппараты химической технологии Издание 5 (0) -- [ c.364 ]

Справочник химика Изд.2 Том 5 (1966) -- [ c.601 , c.603 ]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология