Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Оптимальная скорость в теплообменниках конденсаторов

    При конденсации паров с помощью водяного охлаждения на границе стенка—вода существует большое сопротивление процессу передачи тепла, поэтому при конструировании аппаратов необходимо стремиться к тому, чтобы увеличить коэффициент теплоотдачи от поверхности, омываемой водой. В конденсаторах закрытого типа это достигается пропусканием воды через трубки. Оптимальная скорость воды в трубках равна 1,5 м/с. Среднее значение общего коэффициента теплопередачи для конденсаторов, установленных на колоннах, которые разделяют легкие углеводородные смеси, составляет 148,8 ккал/(м2.ч-°С). Для предварительного подогрева сырья в качестве теплоносителя может применяться пар или поток горячих углеводородов, например с низа колонны. Для пара общий коэффициент теплопередачи составляет около 89,3 ккал/(м2-ч-°С), а для углеводородов — 74,4 ккал/(м2-ч-°С). Такое же значение коэффициента теплопередачи можно принимать при расчете холодильников. Если в качестве теплоносителя применяются углеводороды, то оптимальная линейная скорость потока в трубках теплообменника находится н пределах 1,8—2,4 м/с. [c.150]


    Второй раздел посвящен расчету теплообменного оборудования. Описываются трубчатые теплообменники различных типов, обсуждаются различные схемы движения потоков, приводятся удельные затраты. Среди различных расчетных факторов рассматриваются и обобщаются основные качественные зависимости. Излагается метод расчета, позволяющий получить заданные конечные температуры в теплообменнике, в котором применены трубы данного диаметра, для случаев, когда конструкция определена путем предварительного выбора значений скоростей, нагреваемой длины или падения давления. Приведен метод расчета температур потоков на выходе, получающихся в данном теплообменнике при заданных начальных температурах и массовых расходах. В разделе, касающемся оптимальных условий работы, разбирается сложный общий случай оптимальных скоростей в теплообменниках с заданными конечными температурами и массовыми расходами. Приведены уравнения и методы расчета для случаев, когда необходимо учитывать только стоимость энергии, а дополнительные расчетные факторы заданы, или когда безразлично, где протекает данная жидкость внутри или снаружи труб. Приведен количественный метод сравнения жидкостей, используемых в качестве теплоносителей. Даны также графики и уравнения для определения оптимального количества охлаждающей воды в конденсаторах и охладителях, выведены уравнения для оптимальной разности температур, которую следует применять при использовании отходящего тепла. [c.554]

    Следующий раздел посвящен количественным зависимостям, используемым при расчете трубчатых теплообменных аппаратов, таких как нагреватели, охладители, теплообменники и конденсаторы. Во всех этих случаях тепло передается от жидкости к поверхности одновременно путем теплопроводности и вынужденной конвекции. При нагреве или охлаждении жидкостей, протекающих внутри или снаружи труб, с увеличением скорости повышаются как коэффициент теплоотдачи, так и потери давления. Во многих случаях конструктор может принять оптимальную скорость, при которой общие расходы минимальны при этом, однако, можно получить непрактичные размеры аппарата. Иногда, вследствие технологических требований или по другим причинам задается определенное падение давления конструктор должен учитывать это обстоятельство. В других случаях можно выбрать длину и диаметр труб и использовать любые необходимые скорость и падение давления. Независимо от того, какие факторы предварительно заданы и какие вычислены, всегда используются одни и те же основные зависимости несмотря на то, что эти зависимости были выведены и рассмотрены в предыдущих главах, ниже, для удобства, они собраны воедино. [c.567]


    Пример 13.2. Конденсатор для 10-тонной фреоновой холодильной установки. Фреон-12 должен испаряться при —22,2° С (1,41 атм) и конденсироваться при 32,2° С (8,05 ата). Тепло конденсации отводится водой, которая поступает из небольшой градирни с температурой 21, Г С. Выбрана двухходовая кожухотрубная конструкция (количество ходов может быть увеличено). В установке используются латунные трубы диаметром 15,9 мм, так как латунь коррозионноустойчива по отношению к воде и фреону и хорошо поддается очистке. Малая величина коэффициента теплоотдачи при конденсации фреона по сравнению с водяным паром приводит к снижению скорости охлаждающей воды в трубах с целью обеспечения оптимальных соотношений между затратами мощности на прокачку воды и стоимостью теплообменника. Обычно при [c.255]

    Более эргономичным представляется конденсатор с псевдоожи -женным слоем инертного зернистого материала, стеклянного бисера, с диаметром шаров ср= 3,07.10 и удельной поверхностью = 1300 м /м. Конденсатор представляет собой вертикальную колонну с газораспределительной решеткой, на которой размещен слой бисера, псевдоожижаемый реакционной парогазовой смесью /4/. В результате межфазного теплообмена контактные газы охлаждаются с 220°С до 120°С. При этом давление пара ПВДА снижается до 0,05 мм рт.ст. Образующийся сублимат выделяется в виде кристаллов размером 10-60 мкм на поверхности бисера и в объеме неконденсирующе-гося газа, содержащего пары низкокипящих примесей. Газ выносит из слоя более легкие частицы сублимата в систему, а шарики бисера во взвешенном слое взаимно очищаются и очищают стенки аппарата. Теплоотвод от слоя бисера осуществляется водой через стенку либо теплообменными элементами, размещаемыми в объеме слоя,либо в выносном вертикальном кожухотрубном теплообменнике. Для первого случая (рис.4-А) лимитирующий коэффициент теплоотдачи от слоя к стенке определяется из критериальной зависимости >1ццякл = =0,86 Аг , соответствующей оптимальной скорости газа и опт., которая в свою очередь определяется из соотношения R е. = [c.18]

    Часто неудовлетворительная конструкция аппарата получается в тех случаях, когда необходимо осуществить теплообмен мteждy технологическим потоком, имеющим большой расход, но малое изменение температуры, и потоком, имеющим малый расход, но большой диапазон изменения температуры. Примером такого аппарата может служить высокотемпературный конденсатор, охлаждаемый водой. В таких условиях наряду с различными схемами тока теплоносителей полезно рассмотреть вопрос о замене охлаждающей среды, например вопрос о целесообразности использования воздушного охлаждения, вместо водяного. , -Задача выбора рациональных скоростей теплоносителей может быть обоснованно решена только путем проведения оптимального расчета, на основе сравнения большого количества конкурирующих вариантов. Пределы скоростей, приведенные выше, имеют сугубо ориентировочный характер. Увеличение скоростей потоков лимитируется, как правило, повышением гидравлических сопротивл е-ний, поэтому верхний предел скорости ограничен располагаемым снижением давления. В конвективных теплообменниках следует наилучшим образом разрешить компромисс между величиной гидравлического сопротивления и коэффициентом теплоотдачи. Например, коэффициент теплоотдачи от жидкости или газа, текущих в межтрубном пространстве, пропорционален скорости потока в степени 0,6. Гидравлическое сопротивление пропорционально квадрату скорости. Отсюда следует, что чем выше доиуекаемое гидравлическое сопротивление, тем более высокого значения, коэфг фициента теплоотдачи можно достичь. Следует, однако, иметь в виду, что коэффициент теплоотдачи от данного потока может весьма слабо влиять на значение общего коэффициента теплопередачи (не быть лимитирующим).  [c.339]

    Как видно из рис. 27, при давлении 30. ЛПа увеличение объемной скорости в шесть раз (с 20 000 до 120 000 ч ) вызывает снижение содержания аммиака в газовой смеси по кривой лишь в полтора раза (с 20 до 137о NHз). Таким образом, с повышением объемной скорости съем аммиака с 1 м контактной массы резко возрастает. Однако при этом будет значительно увеличиваться объем не-прореагировавшей азотоводородной смеси, которая будет постоянно циркулировать в цикле. Это увеличивает расход энергии на транспорт газа, возрастают размеры трубопроводов, теплообменников и конденсаторов. Поэтому вопрос о выборе оптимальной объемной скорости решается на основании экономических соображений. В настоящее время установки синтеза аммиака [c.90]

    Предложенная схема динамического теплообменника с индивидуальным гидродинамическим приводом роторов наиболее рациональна в случае однородных теплоносителей (газ — газ, жидкость — жидкость), для которых оптимальное отношение скоростей, обеспечивающее наибольшую тепловую эффективность, — = аУхолМтеп= 1,0. Для разнородных теплоносителей (газ — жидкость) и для водяных динамических конденсаторов предложенная схема неприемлема, так как в этих случаях оптимальное отношение скоростей Шгаз/ [c.143]



Теплопередача (1961) -- [ c.471 , c.508 ]




ПОИСК







© 2025 chem21.info Реклама на сайте