Оптимальный температурный напор в теплообменниках

При определении оптимального температурного напора на теплом конце (А7 о)опт, из условия минимальности суммы общего расхода энергии на теплообменник и его первоначальной стоимости (в том случае, когда исходный газ и продукт входят и выходят из установки при комнатной температуре) влияние несбалансированного потока приводит к уменьшению А Го при Ф = + V (и наоборот). [c.252]

В вычисленные оптимальный температурный напор и сопротивление (см. таблицу) ввиду заметной зависимости общей стоимости процесса теплообмена от этих параметров (см. фиг. 1) для практического применения при расчете реальной установки должны быть внесены некоторые изменения, учитывающие влияние других экономических соображений. Вычисленная величина (АТ о) опт. = 5,6° К для охлаждения воздуха до 80° К, которая наиболее сильно влияет на общую стоимость, весьма близка к действительному значению температурного напора на теплом конце в воздухоразделительных установках с пластинчато-ребристыми теплообменниками. Она приблизительно на 50% выше, чем в воздухоразделительных установках с регенераторами, что объясняется главным образом более низкой первоначальной стоимостью последних. Соответствующая [c.262]

Фиг. 70. Определение оптимальных температурного напора АТо (на теплом конце аппарата) и перепада давления Д Р при минимальной стоимости теплообменника Е (П1 = 0,24 Яя = 0,31)

Найденные таким путем [30] при = а = 5°С оптимальные температурные напоры на теплом конце теплообменника и соответствующие им количества воздуха х, подаваемого в детандер, нанесены на графики фиг. 40, где пунктиром даны также значения х, соответствующие минимальному напору на теплом конце теплообменника А = 5° С. [c.71]

Данные табл. 8.2 показывают, насколько допустимые разности температур в высокотемпературной технике отличаются от допустимых температурных напоров в технике низких температур. Из этих данных следует также, что в тех теплообменниках, где температуры рабочих тел значительно изменяются, оптимальная разность температур должна быть переменной по длине аппарата. [c.199]

Современные разборные, пластинчатые теплообменники обеспечивают в несколько раз большую интенсивность теплоотвода, чем кожухотрубные или змеевиковые. Пластинчатые теплообменники могут работать при наименьшей разности температур СОЖ и охлаждающей среды 2—3 °С, в то время как трубчатые теплообменники работают при температурном напоре 7—10 °С. Поэтому для термостабилизации СОЖ, используемой на высокоточных станках, следует применять пластинчатые разборные теплообменники. Для каждого состава СОЖ можно подобрать оптимальное число пакетов пластин. Кожухотрубчатые [c.171]

Вообще говоря, вся необходимая для разделения газа при низкой температуре работа подводится к газу, сжимаемому в компрессорах при температуре, которая несколько выше температуры окружающей среды То- Таким образом, тепло сжатия может быть отдано окружающей среде. Исходный газ, продукт и отбросные газы проходят по теплообменникам, в которых их температура изменяется от Го до Т. Основной функцией теплообменников является снижение теплосодержания при охлаждении от То до Г1. В случае отсутствия теплообменников для перекоса этого тепла с уровня Т на уровень Го потребовалась бы дополнительная работа (т. е. для поддержания теплового ба-ланса системы оказалась бы необходимой большая холодопроизводительность). Снижение температурного напора в теплообменниках приводит к пропорциональному уменьшению работы (так как уменьшаются потери на создание дополнительной холодопроизводительности), однако оно сопровождается увеличением объема ( т. е. первоначальной стоимости теплообменника) и гидравлического сопротивления теплообменника (т. е. расхода энергии на преодоление этого сопротивления). Поэтому должен существовать теплообменник оптимальной конструкции, обеспечивающий минимальную стоимость процесса теплообмена. Вопросы экономики теплообменника в принципе могут рассматриваться независимо от термодинамической необратимости других процессов в данной установке (например, независимо от процесса ректификации). [c.248]

Чтобы общая стоимость теплообменника была минимальной, должны быть найдены оптимальные значения следующих двух независимых параметров 1) температурного напора на теплом конце ДГо и 2) сопротивления обеих секций. [c.253]

Определения температурного напора, тепловой нагрузки на теплообменник и расхода охлаждающей воды, необходимые для расчета поверхности охлаждения, выполняют общеизвестными методами. Оптимальная скорость движения кислоты в каналах определяется по формуле [c.195]

В работе [8] нами приведены технологические расчеты по определению оптимальной концентрации газа и выбору технологической схемы процесса при условии минимальных приведенных затрат на катализатор и поверхность теплообмена. Зависимость приведенных затрат от концентрации ЗОо имеет пологий минимум в области 9—10% ЗОг. Оптимальными можно считать концентрацию 9,5% ЗОг в газе, полученном при обжиге колчедана, и схему процесса, в которой на первой стадии окисления три слоя катализатора, а на второй — два (34-2). Такая схема обеспечивает высокую степень конверсии Ог даже при снижении активности катализатора первого слоя. С целью наилучшего использования температурного напора для подогрева газа перед второй стадией контактирования используют тепло реакции как второй, так и первой стадии контактирования. Вопрос о защите теплообменников от коррозии, вызываемой сернокислотным туманом, в упомянутой работе не рассматривался. [c.78]

Из (21.26) видно, что от значения коэффициента теплопередачи существенно зависит площадь поверхности теплообмена. Чем больше к, тем (при одном и том же среднем температурном напоре) меньше Р. Уменьшая термические сопротивления процессу теплопередачи, можно уменьшить Р, т.е. сократить габаритные размеры теплообменника. Поскольку с увеличением скорости течения теплоносителя коэффициент теплоотдачи возрастает, уменьшение площади проходного сечения теплообменника (при заданном расходе) способствует увеличению значения к. Однако всегда надо иметь в виду, что с увеличением скорости возрастает (причем более резко) гидравлическое сопротивление и увеличиваются затраты мощности на прокачку теплоносителя (см. 21.5). Увеличить коэффициент теплоотдачи можно искусственным путем с помощью методов интенсификации [12], используя специально изготовленные трубы с шероховатостью или иной поверхностью, применяя закрутку потока и т.п. Задачи, связанные с интенсификацией теплопередачи и выбором оптимальной скорости течения теплоносителя в теплообменном аппарате, решаются путем анализа результатов технико-экономических расчетов. [c.519]

Каждому давлению прямого потока соответствуют оптимальная доля М направляемого в детандер газа и его оптимальная температура перед детандером, при которых доля жидкости максимальна, а удельный расход работы минимален. Для примера на рис. 3.12 представлены расчетные [257] зависимости оптимальной температуры воздуха перед детандером и оптимальной доли (1—М) от давления сжатого воздуха. При расчетах было принято, что средний температурный напор в теплообменниках 1 и II (рис. 3.10) равен 10 °С. [c.60]

Оптимальное давление в дроссельном ожижителе гелия. В проделанном выше расчете было взято давление гелия, равное 20 атм. Однако по Т—5-диаграмме гелия можно видеть, что кривые постоянной энтальпии при температурах — 14° К имеют максимум приблизительно при 30 атм. Поэтому можно было бы ожидать, что оптимальное рабочее давление будет равно 30, а не 20 атм. Тем не менее из опыта работы нескольких ожижителей известно, что коэффициент ожижения максимален при давлении сжатого гелия от 17 до 20 атм. Эта аномалия была объяснена Зельмановым [24]. Он указал, что температурный напор в нижней части дроссельного теплообменника ( 4, фиг. 1.28 непосредственно перед дроссельным вентилем) между сжатым до 30 атм гелием и гелием с давлением, равным 1 атм, и температурой 4,2° К весьма мал. Это можно видеть и по Т—5-диаграмме гелия, приведенной в гл. 8 (стр. 348—351). [c.76]

Ведутся такне работы по повышению степени использования тепла на установках АВТ и АТ путем выбора оптимальных скоростей теплоносителей и повышения средних температурных напоров в каждом теплообменнике. Во ВН ШИнефти разработана программа расчета схем теплообмена с помощью ЭВМ для установки АВТ-3,5. В результате пе-реобвязки действующей теплообменной аппаратуры температуру нефти перед отбензинивающей колонной K-I удалось повысить на 40-45°С, что позволило сократить расход топлива на 14 тыс.т, отключить восемь аппаратов воздушного охлаждения с общей установленной мощностью электродвигателей 560 кВт и, кроме того, повысить производительность установки за счет разгрузки печи "горячей струи" колонны K-I. [c.6]

Для несбалансированных теплообменников средний логарифмический температурный напор и оптимальное поперечное сечение принимаются равными (ДГо) ОПТ. и оптимйльному попврвч-ному сечению в сбалансированном теплообменнике. Далее, можно показать, что lFмQ и ЪРм Р1Р) в уравнении (24), а следовательно, и общий расход энергии, который является основной частью общей стоимости процесса теплообмена, практически не зависят от наличия несбалансированных потоков, несмотря на увеличение общего объема теплообменников. Поэтому в дальнейшем мы будем рассматривать вопросы экономики сбалансированного теплообменника. При применении полученных результатов к несбалансированному теплообменнику следует принимать его оптимальное поперечное сечение таким же, как и для сбалансированного, а средний логарифмический температурный напор равным (Д7 д)опт. для сбалансированного теплообменника. [c.252]

К примеру, для теплообменника, работающего между комнатной температурой и температурой 80° К, стоимость энергии на порядок выше по сравнению с теплообменником, работающим при тех же температурных напорах, но при температурах выше комнатной. Теплообменники, будучи основным оборудованием низкотемпературных установок для разделения газов, вследствие несовершенства тепловой изоляции являются главными источниками термодинамической необратимости процесса. Работа охлаждения уменьшается пропорционально уменьшению температурного напора на теплом конце аппарата, но при этом увеличивается работа на преодоление гидродинамического сопротивления аппарата, а также его габарит, а значит, и стоимость самого аппарата. Следовательно, очень важно уметь рассчитать оптимальную конструкцию аппарата, которая обеспечит минимальную величину основных эксплуатационных затрат, определяемых энергией, расходуемой на охлаждение, и энергией, расходуемой на преодоление сопротивления в аппарате. Дентон [35] провел экономический анализ работы теплообменников, предназначенных для установок разделения газа методом глубокого холода (например, в процессах получения дейтерия или кислорода и т. д.), и нашел соотношение между основными частями стоимости всех расходов. [c.131]

Несбалансированные потоки также рассматриваются Дентоном, но так как общий расход энергии, который составляет главную часть общей стоимости, практически не зависит от того сбалансированы или не сбалансированы потоки, Дентон полученные результаты для сбалансированных потоков использует для получения оптимальной конструкции теплообменника, имеющего несбалансированные потоки, т. е. принимает то же оптимальное сечение и тот же оптимальный среднеарифметический температурный напор (Го) опт [c.132]

Состояние раствора в конце процесса абсорбции (точка 2) зависит от давления в испарителе ро1 низшей температуры раствора в процессе абсорбции Н и величины недонасыщения раствора Д д. Состояние крепкого раствора на выходе из теплообменника рпределяет-ся оптимальным перепадом температур на холодном конце теплообменника с учетом температуры кристаллизации раствора при работе машины в зоне высоких концентраций. Необходимая плотность орошения трубного пучка абсорбера достигается за счет рециркуляции части слабого раствора крепкий раствор (состояние в точке 5) смешивается с частью слабого раствора (точка 2) и смешанный раствор (точка 9) дросселируется в абсорбер (точка 10). Состояние раствора в процессе абсорбции изменяется по линии 10—2. Рециркуляция раствора наряду с положительным эффектом приводит к снижению температурного напора в процессе абсорбции. [c.157]

Возможен следуюш,ий порядок расчета ановки с детандером по заданному дав-1ИЮ прямого потока определяют по 3.12 оптимальные М и температуру )ед детандером, а далее по формулам 6) находят долю жидкости у. Далее не- одимо проверить температурный напор в теплообменниках (/ и II) прош,е все-это делать графически (рис. 3.14). Распространен также цикл с детандиро-1ием, в котором газ сжимается до дав- [c.61]

В результате анализа автор [3-19] приходит к заключению, что наибольшее влияние оказывает величина недорекуперации отступление от оптимального ее значения в сторону уменьшения приводит к резкому увеличению стоимости эксплуатации теплообменника отстзщления от оптимального значения потери напора проявляются значительно меньше. В любой температурной области, при любых давлениях или физических свойствах газа минимальной стоимости эксплуатации пластинчато-ребристого теплообменника М соответствует вполне определенное соотношение затрат на компенсацию холодопотерь, преодоление сопротивления газовому потоку и капитальных затрат, которое выражается следующим образом [c.194]