Теплоотдача в теплообменных аппаратах

Коэффициент теплоотдачи. Важнейшей и наиболее трудоемкой частью технологического расчета поверхности теплообменного аппарата является вычисление коэффициентов теплоотдачи. Методы определения этих величин изучаются в специальном курсе теплопередачи, здесь же приводится ряд формул, которыми и рекомендуется пользоваться при расчете теплообменных аппаратов. Коэффициент теплоотдачи от движущегося жидкого или газообразного потока зависит от режима движения при ламинарном (струйном) потоке коэффициенты теплоотдачи обычно малы, а при турбулентном потоке более высоки и возрастают с увеличением степени турбулентности. [c.600]

Сложность описания и расчета теплообмена с учетом реальных условий его протекания во многом объясняет тот факт, что в настоящее время теплообменную аппаратуру рассчитывают по моделям, предполагающим режим полного вытеснения теплоносителя либо его полное смешение. Эти крайние случаи режимов течения теплоносителя обоснованы для определенных конструкций теплообменных аппаратов и видов теплоотдачи, однако в большинстве случаев использование модели идеального смешения и вытеснения теплоносителя дает погрешность в расчете. В связи с этим возникает необходимость использования более реальных моделей движения теплоносителей, обладающих одновременно достаточной простотой. [c.69]

Метод Белла. В основе метода Белла лежит представление схемы теплообменного аппарата в виде ряда элементов из идеальных пучков труб с чисто поперечным потоком теплоносителя без байпасного потока и протечек. Эти элементы соединены между собой окнами (вырезами перегородок). При расчете коэффициента теплоотдачи вначале рассматривается основной поток теплоносителя с чисто поперечным омыванием пучка труб, затем продольное движение потока через вырезы перегородок и учитываются все возможные протечки через зазоры. Рекомендуется следующая последовательность расчета коэффициента теплоотдачи. [c.237]

Типичным примером теплоотдачи этого вида служит охлаждение трубопроводов и стенок теплообменных аппаратов воздухом обогрев технологических аппаратов химических производств при помощи естественной циркуляции теплоносителя охлаждение конденсаторов и холодильников естественной конвекцией окружающе-3 Заказ 337 33 [c.33]

Корректный метод расчета теплоотдачи в межтрубной зоне теплообменного аппарата непременно должен включать учет влияния протечек теплоносителя и отложений на величину а . Для расчета коэффициента теплоотдачи при поперечном обтекании пучков труб [1, 28, 82, ИЗ, 131, 144] имеется большое число уравнении. Некоторые из них [82, 131, 144] можно обобщить [c.237]

Пластинчатые теплообменные аппараты характеризуются высокой интенсивностью процессов теплоотдачи и теплопередачи при умеренных гидравлических сопротивлениях. Их можно применять для рекуперации тепла между потоками рабочих сред в охладителях, подогревателях, конденсаторах и дефлегматорах. Теплообменники могут быть двухпоточными и многопоточными, то есть могут применяться для теплообмена между двумя рабочими средами (двухпоточные), а также для теплообмена между тремя, четырьмя и большим числом сред в одном аппарате. [c.692]

Однако на этой стадии расчета точное определение коэффициента теплопередачи невозможно, так как а и 2 зависят от параметров конструкции рассчитываемого теплообменного аппарата. Поэтому сначала на основании ориентировочной оценки коэффициента теплопередачи приходится приближенно определить поверхность и выбрать конкретный вариант конструкции, а затем провести уточненный расчет коэффициента теплопередачи и требуемой поверхности. Сопоставление ее с поверхностью выбранного нормализованного теплообменника дает ответ на вопрос о пригодности выбранного варианта для данной технологической задачи. При значительном отклонении расчетной поверхности от выбранной следует перейти к другому варианту конструкции и вновь выполнить уточненный расчет. Число повторных расчетов зависит главным образом от степени отклонения ориентировочной оценки коэффициента теплопередачи от его уточненного значения. Многократное повторение однотипных расчетов предполагает использование ЭВМ. Следует, однако, иметь в виду, что трудоемкость повторных расчетов вручную резко снижается по мере выявления характера зависимости коэффициентов теплоотдачи от параметров конструкции аппарата. [c.21]

Коэффициент К определяют по коэффициентам теплообмена (теплоотдачи), характеризующим эффективность передачи тепла от горячего агента к холодному. При решении задач по расчету теплопередачи в теплообменных аппаратах коэффициент К обычно подбирают из практических данных, учитывая основные факторы, от которых он зависит. Практические данные о коэффициентах теплопередачи некоторых теплообменных аппаратов высокопроизводительных установок приведены в табл. 5. [c.102]

Метод расчёта поправочного коэффициента реализован в математической юдeли расчёта кожухотрубчатых теплообменных аппаратов, разработан ной в ООО ИЦ ИНТЭКО . Это позволяет более точно учитывать влияние гидродинамического режима на величину коэффициента теплоотдачи в межтруб-но.ч пространстве теплообменного аппарата. [c.243]

Для расчета теплоотдачи и аэродинамических характеристик рассмат риваемых теплообменных аппаратов предполагаются известными теплофизические свойства потоков, которые обычно могут быть рассчитаны по их средним температурам [c.17]

Если в теплообменном аппарате в качестве теплоносителей используются две жидкости с при.мерно одинаковыми теплофизическими свойства.ми, то равные коэффициенты теплоотдачи. могут быть получены при равных скоростях течения жидкостей. [c.208]

В уравнении (4. 16) коэффициент теплоотдачи а является переменной величиной и зависит от многих факторов, например от физических свойств жидкости, скорости движения последней, конструкции теплообменного аппарата и др. Кроме того, указанные выше факторы должны быть увязаны между собой. Это создает определенные трудности при нахождении коэффициента теплоотдачи а даже опытным путем. [c.56]

Так, например, в теплообменных аппаратах, огневых нагревателях и др. необходимо всячески интенсифицировать теплоотдачу на границе соприкосновения теплоносителей с нагреваемыми веществами, но вместе с тем следует увеличивать термическое сопротивление аппарата на границе с окружающей средой при помощи теплоизоляции для снил<ения потерь тепла. [c.61]

Наиболее распространены в процессах переработки газа теплообменные аппараты кожухотрубчатого типа. Это обусловлено большим опытом их эксплуатации, кроме того, в промышленности освоено производство широкой номенклатуры аппаратов для различных давлений, температур и сред. Немаловажным фактором является и наличие отработанных инженерных методов расчета теплоотдачи и гидродинамики кожухотрубчатых аппаратов. [c.413]

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]

Метод Девора менее универсален по сравнению с методом Белла, так как он применим к стандартным вырезам перегородок. Оба метода дают сопоставимые значения величин, однако расчет теплоотдачи по методу Девора базируется в основном на использовании графических зависимостей, номограммы и табличных данных, что существенно затрудняет алгоритмизацию расчета, однако делает его менее трудоемким при ручных расчетах. Поэтому для машинных расчетов промышленных теплообменных аппаратов рекомендуется пользоваться методом Белла, который является наиболее корректным и точным методом расчета теплоотдачи в межтрубном пространстве аппаратов. [c.247]

Основы теплообмена рассматривались в гл. 9, где было показано, что скорость теплового потока зависит от относительной величины движущей силы и сил сопротивления процессу теплообмена. Основными уравнениями теплового расчета теплообменных аппаратов являются уравнения теплового баланса и теплообмена, решаемые совместно. При этом учитываются следующие три сопротивления сопротивления пограничного слоя потоков, обмениваю щихся теплом (сопротивление пленки ) и сопротивление твердой стенки, раз делающей эти потоки. Передача тепла в этом случае осуществляется одновре менно теплопроводностью и конвекцией. Скорость теплообмена между потоком и твердой стенкой принято характеризовать с помощью коэффициента теплоотдачи а. Для двух потоков, разделенных стенкой, уравнение теплообмена имеет вид [c.155]

Все известные способы интенсификации теплоотдачи за счет дополнительной искусственной турбулизации потока связаны с ростом коэффициента гидравлического сопротивления. Поэтому для выбора метода интенсификации теплоотдачи в различных конструкциях теплообменных аппаратов необходимы надежные [c.336]

Теплообменные аппараты с механическими мешалками широко распространены в химической технологии. Значения коэффициентов теплоотдачи в них зависят от типа теплообменного устройства (рубашки, змеевики и др.), конструкции аппарата (с внутренними отражательными перегородками и без них), конструкции мешалки и физических свойств перемешиваемой среды. [c.285]

Полученные выше зависимости для расчета коэффициентов теплоотдачи и гидравлического сопротивления в щелевидных каналах различной геометрической формы позволили разработать метод расчета пластинчатых теплообменных аппаратов с параллельным включением каналов неодинаковой геометрической формы. [c.361]

Третье явление характеризуется скоростью отвода к охлаждаемой стенке выделяющейся при конденсации теплоты парообразования, имеющей решающее значение для процессов конденсации в теплообменных аппаратах промышленного назначения. При пленочной конденсации пара скорость конденсации определяется только термическим сопротивлением пленки жидкости, поэтому для расчета теплоотдачи достаточно вычислить это сопротивление. [c.121]

Техническая постановка задачи оптимизации теплообменного аппарата. Как известно, по величинам, содержащимся в задании на проектный расчет теплообменника, нельзя однозначно определить все необходимые размеры и характеристики аппарата. Так, для определения коэффициентов теплоотдачи понадобится задать скорости потоков, а следовательно, принять площади проходных сечений (или определяющие их размеры, такие как диаметры труб, шаги и т. п.). Чтобы вычислить расход охлаждающей среды в конденсаторе, необходимо бывает, как правило, принять ее температуру на выходе из аппарата. [c.286]

Обобщенный анализ. Построение обобщенных переменных. Из практики проектирования теплообменных аппаратов известно, что большинство промышленных аппаратов работают в турбулентном режиме. Поэтому ири дальнейшем анализе будем полагать, что теплоотдача в трубах происходит при развитом турбулентном рел<име. [c.326]

Выше были изложены общие положения по расчету поверхностных теплообменных аппаратов, на основе которых рассмотрены некоторые особенности расчета перечисленных аппаратов. Этими особенностями являются своеобразное изменение температуры потока и условий теплоотдачи (различие в коэффициенте теплоотдачи а) вдоль поверхности теплообмена в зависимости от того, происходит ли на данном участке охлаждение паров, их конденсация или охлаждение конденсата. [c.608]

Во втором разделе сосредоточены материалы по теории и расчету теплообменных аппаратов. Здесь в систематизированном виде приведены зависимости, преимущественно в критериальной форме, для расчета процессов теплоотдачи при постоянном агрегатном состоянии вещества, а также при конденсации и кипении рабочих тел. На основе этих зависимостей [c.3]

Процессы теплообмена имеют большое значение в химической, энергетической, металлургической, пищевой и других отраслях промышленности. В теплообменных аппаратах теплопередача от одной среды к другой через разделяющую их стенку обусловлена рядом факторов и является сложным процессом, который принято разделять на три элементарных вида теплообмена теплопроводность, конвекцию и тепловое излучение. На практике эти явления не обособлены, находятся в каком-то сочетании и протекают одновременно. Для теплообменников наибольшее значение имеет конвективный теплообмен или теплоотдача, которая осуществляется при совокупном и одновременном действии теплопроводности и конвекции. [c.112]

На основании уравнения (VII,85) можно сделать некоторые выводы о возможностях интенсификации процессов теплопередачи. Для увеличения К и соответственно тепловой нагрузки Q для данного теплообменного аппарата следует увеличивать меньший из коэффициентов теплоотдачи, так как К всегда меньше наименьшего из коэффициентов теплоотдачи. Это может быть достигнуто, например, увеличением скорости теплоносителя с меньшим а или другими способами. [c.298]

Иногда порядок расчета кожухогрубчатых теплообменников изменяют. В этом случае в интересах интенсификации процесса теплообмена сначала определяют размеры корпуса аппарата, а потом производят расчет трубчатки. Это предпринимается для того, чтобы, независимо ог числа трубок в трубном пучке, создать оптимальные условия теплоотдачи в межтрубном пространстве, задавшись необходимой для данного расхода теплоносителя площадью сечения межтрубного пространства. Скорость течения теплоносителя внутри трубок в этом случае (а следовательно, и значение коэффициента теплоотдачи в трубках) может корректироваться изменением числа ходов по трубному пространству аппарата. При этом увеличение числа ходов в теплообменном аппарате, имеющем определенное число трубок, приводит к у.меньшению числа трубок в одном ходе, а следовательно, к увеличению скорости течения теплоносителя в них. В многоходовых теплообменниках все количество жидкости, поступающее в трубное пространство, проходит сначала одну группу трубок, затем при помощи перегородок, отлитых или заваренных в крышках аппарата, поворачивается и поступает в другую группу трубок и т. д. (фиг. 108). [c.210]

Ребристые трубы находят широкое применение при изготовлении теплообменной аппаратуры. При использовании ребристых элементов труб успешно решается большинство проблем, связанных с нагревом, охлаждением и конденсацией сред. Применение ребристых и ошипованных элементов труб экономически целесообразно в таких теплообменных аппаратах, в которых условия теплообмена с одним теплоносителем существенно хуже, чем с другим. В этих случаях, увеличивая поверхность труб со стороны оребрения или ошипования, удается компенсировать низкий коэффициент теплоотдачи ео стороны газа и, следовательно, интенсифицировать процесс теплообмена, уменьшить вес, габариты и стоимость теплообменной аппаратуры, а также эксплуатационные расходы. [c.151]

Прочие теплообменные аппараты. В целях повышения коэффициентов теплоотдачи в новых конструкциях теплообменных аппаратов применяют, так называемые промоторы турбулентности (перегородки разных типов и вставки), используют электрическое поле, звуковые и ультразвуковые колебания, применяют материалы, обладающие большими величинами коэффициентов теплопроводности. [c.439]

Теплообменные аппараты фильтр-прессов для систем жидкость — жидкость применяют при невысоких давлениях и температурах (я 6 0,7 МПа, 7 425 К). В случае невязких жидкостей коэффициент теплоотдачи в этих аппаратах достигает 2900—3500 Вт/(м -К) [3]. [c.439]

С помосшю методов Белла и Левора выполнен расчет теплоотдачи в межтрубной зоне теплообменного аппарата, предназначенного для охлаждения 90000 кг/ч среды от 95 до 40 "С морской водой с начальной температурой 27 С. В теплообменнике используются трубы диаметром 19 мм с треугольным расположением труб в пучке. Цлина труб 4,9 м, шаг труб 24 мм. Применяются сегментные перегородки с шаг-ом 160 мм. Диаметр корпуса теплообменного аппарата с плавающей головкой равен 800 мм. [c.246]

Коэффициент теплоотдачи, полученный по методу Беллл, составил 1900 Вт/м . град, а по методу Девора — 1475 Вт/м град (без учета поправки на длину кэнцавых участков). Расхождение между двумя величинами не очень велико и можно считать, что оба метода дают сопоставимые результаты при расчете коэффициентов теплоотдачи в межтрубном пространстве. Из всех известных методов расчета теплоотдачи в межтрубной зоне кожухотрубчатых теплообменных аппаратов только методы Белла и Девора дают возможность учитывать влияние протечек теплоносителя через все виды зазоров. [c.247]

При расчете плотности теплового потока, соответствующей первому кризису кипения на пучках теплообменных труб, следует учитывать, что до его наступления может произойти ухудшение теплоотдачи при значительно меньших плотностях теплового потока. Если в пучке труб теплообменного аппарата организована интенсивная циркуляция жидкости, то наступление кризиса может прои зойти при более высоких значениях плотности теплового потока. Однако данных о количественном влиянии скорости двухфазного потока на <7кр применительно к пучкам труб в известной нам литературе не имеется, [c.233]

В стандартных кожухотрубчатых теплообменных аппаратах с попереч-ны.ми перегородка-ми с сегментным,вырезо.м не достигается чистое поперечное обтекание пучка труб, т.е. обтекание происходит под углом. При этом коэффициент теплоотдачи уменьшается с уменьшением угла обтекания (атаки). [c.241]

Метод расчета потока со стороны кожуха основан на применении факторов теплообмена /, и трения /,-, нолученных из данных для идеальных пучков труб, значения которых корректируются для учета реальной конструкции теплообменного аппарата. Потери давления и теплоотдача [c.45]

В теплообменных аппаратах, где происходит конденсация паров или испарение жидкости, вещество, меняющее агрегатное состояние, направляется в межтрубное пространство, а среда, которая агрегатного состояния не изменяет, — в трубное. Такое распределение потоков учитывает, что коэффициент теплоотдачи от вещества, изменяющего агрегатное состояние, выше, чем от движущегося, но не меняющего своего состояния. Направляя некон-денсирующиеся и неиспаряющиеся среды по трубам теплообменника и увеличивая при этом число ходов в трубном пространстве, повышают скорость движения продукта, а следовательно, и коэффициент теплоотдачи. Необходимо также иметь в виду, что при конденсации и испарении гидравлическое сопротивление теплообменного аппарата обычно стремятся свести к минимуму, а потери напора в межтрубном пространстве меньше, чем в трубном. Это обстоятельство рекомендуется учитывать при проектировании установок, работающих при атмосферном давлении и под вакуумом. [c.94]

В теплообменных аппаратах разборной конструкции внутренние трубы в ряде случаев с наружной поверхности выполняются с оребрением, позволяющим в 4 —5 раз увеличить их поверхность теплообмена. Оребре-ние внутренних труб используют, как правило, в тех случаях, когда со стороны одной из теплообменивающихся сред трудно обеспечить высокий коэффициент теплоотдачи (движется газ, вязкая жидкость, поток имеет ламинарный характер и т.п.). В этом случае оребрение поверхности со сто- [c.576]

Коэффициент теплоотдачи. Важнейшей и наиболее трудоемкой частью технологического расчета по1 ерхности теплообменного аппарата является определение величин коэффициентов теплоотдачи методы определения этих величин изучаются в специальном курсе теплопередачи [10, 28], здесь же приводится спрдка формул, которыми и рекомендуется пользоваться нри расчете тенлообменных аппаратов. Величина коэффициента теплоотдачи от движущегося жидкого или газообразного потока зависит от характера движения ири ламинарном (струйном) потоке коэффициенты теплоотдачи обычно малы, а нри турбулентном потоке имеют более высокое значение, возрастающее с увеличением стеиепи турбулентности. [c.552]

Эффективная очистка выбросных газов является одним из сложных вопросов многих производств. Обычно на установках очистки газов в качестве аппаратов первой ступени используют теплообменники, холодильники и конденсаторы. Однако, если в большом объеме инертного газа конденсирующиеся компоненты содержатся в относительно небольших количествах, эффективность теплоотдачи со стороны парогазового потока весьма низка. Эти обстоятельства обусловливают процесс конденсации в объеме с образованием аэрозолей, которые выносятся из теплообменных аппаратов и в последующем фудно улавливаются обычными способами. Такие выбросы характерны для производств фенола и ацетона, синтетических жирных кислот, окиси этилена, фталевого ангидрида, пиромеллитового ангидрида и др. [c.30]

К числу компактных и эффективных теплообменников, созданных за последнее время, относятся разные конструкции теплообменных аппаратов с орсбрепнымп поверхностями. Применение оребрения со стороны теплоносителя, отличающегося низкими значениями коэ( 1-фицнентов теплоотдачи (газы, сильно вязкие жидкости), позволяет значительно повысить тепловые нагрузки аппаратов. [c.334]

Дымовые газы как греющий теплоноситель применяются в местах их получения, поскольку транспортирование таких газов весьма затруднительно. Если подогреваемый материал не должен загрязняться сажей и золой, пользуются подогретым воздухом. Воздух подогревают горячилп дымовыми газами. Существенным недостатком обогрева газами является громоздкость аппаратуры вследствие низкого коэфициента теплоотдачи, а также сложность регулирования рабочего процесса теплообмена. В нефтехимической промышленности в качестве теплоносителя значительно более распространен водяной пар. Используют преимущественно насыщенный пар, реже непосредственно из паровых котлов (давлением не более 12 ат), чаще же выхлопной нар паровых турбин с противодавлением или отработанный пар паровых машин и насосов. Преимуществом водяного пара как греющею теплоносителя является высокое изменение его теплосодержания при конденсации. Благодаря этому передача больших потоков тепла требует сравни-1ельно малого количества теплоносителя. Помимо этого высокие коэфициенты теплоотдачи при конденсации водяного пара вызывают необходимость сооружения относительно небольших поверхностей теплообмена, а постоянство температуры конденсации облегчает эксплуатацию теплообменных аппаратов. [c.275]

Теплопередача в теплообменных аппаратах БТС осуществляется путем теплопроводностп и вынужденной конвекции. Значения коэффициентов а, для различных систем равны при естественной конвекции — для газов 3,5... 23,3 Вт/(м -град), для жидкостей 100... 700, для кипящей воды—1000... 20 000 Вт/(м -град) при вынужденной конвекции — для газов 10... 100 Вт/(м -град), для вязких жидкостей 50... 600, для воды 100... 1000 Вт/(м Х Хград). На величину коэффициента теплоотдачи в случае конвекции влияют характер движения теплоносителей, физические свойства систем и конструктивные характеристики теплообменника, т. е. [c.128]

Испарители непрямого подогрева совмещают в себе источник теплоснабжения и теплообменный аппарат-испаритель. Например, водяная ванна, обогреваемая горелками через жаровую трубу, имеет регистр из труб или змеевик, погрунгенный в нее с испаряющимся сжиженным газом. Такие испарители не зависят от внешнего источника тепла. При прекращении работы горелок сжиженный газ может еще некоторое время испаряться за счет аккумулированного водой тепла. Коэффициент теплоотдачи от воды к стенке трубы равен 600—700, а коэффициент теплоотдачи к кипящему сжиженному газу 900—1000 ккал/(м -ч-°С). [c.178]

Механизм и кинетика теплоотдачи при изменении агрегатного состояния теплоносителей (ири кипении и конденсации) зависят от условий смачивания жидкостью, ограничивающей ее стенки. См. также Кипение, Конденсация. вИсаченко В. П., Осипова В. А., С у к о-м е л А. С., Теплопередача, 3 изд.. М., 1973. В. Б. Коган. ТЕПЛООБМЕННИКИ, то же, что теплообменные-аппараты. [c.564]

По уравнению (6-2) можно определить и построить характеристику теплообменного аппарата, с помощью которой оценивается изменение теплопроизводительности и конечных параметров теплоносителей при изменении расхода одного из них. Для этого задаются значениями тепловых эквивалентов теплоносителей, определяют или принимают по данным испытаний скорости теплоносителей, коэффициенты теплоотдачи и коэффициент теплопередачи и при заданных начальных температурах теплоносителей определяют теплопроизводи-тельность при выбранном режиме. [c.206]

Наиболее реальным и доступным способом интенсиф,икации теплоотдачи является искусственная турбулизация потока газа (воздуха). Очевидно, что этот способ связан с ростом аэродинамического сопротивления канала на единицу длины. Рассмотрим, какое соотношение между увеличением теплоотдачи и сопротивлением обеспечивает уменьшение габаритных размеров и массы теплообменного аппарата по сравнению с гладкоканальным аппаратом. [c.4]