Теплообменные процессы Основы теплообменных процессов

Основы теплообменных процессов [c.227]

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]

Во многих случаях в одном аппарате могут одновременно протекать несколько типовых процессов. Так, например, химический процесс сопровождается переносом массы и тепла, диффузионный процесс ректификации — теплообменом и т. п. Такое совместное протекание нескольких типовых процессов осложняет их изучение и разработку всесторонне обоснованной научной классификации. Поэтому в основу приведенной выше классификации аппаратов и машин положен основной процесс, определяющий назначение аппарата (машины). [c.8]

Рассмотрим с позиций системного анализа общую схему расчета теплообменных аппаратов. Основу расчета составляют математические модели, описывающие собственно процессы теплообмена и теплопередачи, а также модели гидродинамической структуры потоков теплоносителей в теплообменниках. Структурную схему построения модели теплообменного аппарата в целом можно представить в виде, изображенном на рис. 3.9. Последовательность проектного расчета включает составление теплового баланса по всем потокам, приносящим и отводящим тепло [c.122]

Далее рассмотрим выбор схемы реактора, режим его работы, оптимизацию и особенности процесса. Поскольку теплообменные элементы, смесители и распределители потока должны обеспечить необходимые условия протекания процесса, то требования к этим элементам получаем на основе анализа (моделирования) процесса в слое (определении допустимой неоднородности потоков, тех или иных отклонений от идеального режима и т. д.). При разработке и анализе элементов реакторов часто используют методы аэрогидродинамического моделирования. [c.181]

Таким образом, в протекании теплообменных процессов в печах в целом (внешняя и внутренняя задачи) как при нагреве тонких, так и массивных тел процессы теплообмена, относящиеся к внешней задаче, имеют определяющую роль и поэтому в основу классификации режимов работы печей должны быть положены именно процессы теплообмена, составляющие внешнюю задачу. [c.267]

Поэтому в основу систематизации материала настоящей книги положена классификация по признаку теплообменных процессов. Встречаются возражения, что все теплотехнические процессы в печах равноценны, все они влияют на работу печей, а в. некоторых случаях работа конкретной печи определяется не теплообменом, а механикой газов или процессами горения. Такое возражение основано на недоразумении. Надо отличать главный процесс от процесса, лимитирующего в данном конкретном случае. Лимитирующим может быть любой процесс, тогда как главным является всегда один процесс, отражающий теплотехническую сущность работы и назначение данного теплового устройства. В печах-тепловых аппаратах и в печах-теплообменниках таким главным теплотехническим процессом является процесс теплообмена. [c.558]

В основе этих методов лежит зависимость температуры газов на выходе из топки Г"т, а следовательно, и температуры перегретого пара от интенсивности теплообменных процессов в топке. Анализ формулы (З-За) показывает, что для конкрет-ной топки произведение ха- [c.149]

Справочник посвящен процессам и аппаратам химических технологий. В первой части тома описываются основные физические принципы процессов и аппаратов, рассматриваются механика сплошных, многофазных и многокомпонентных сред, теплообменные процессы, массоперенос, вспомогательные, типовые и многофункциональные процессы и аппараты, образование дисперсной фазы. Особое внимание уделяется методам математического моделирования на основе фундаментальных знаний о потоках, в том числе и с учетом их турбулентности. [c.2]

Перечисленные трудности измерений в псевдоожиженном слое и приводят к значительному (в несколько раз) разбросу экспериментальных данных, представляемых разными исследователями. Многое здесь зависит от упрощающих допущений, на основе которых выбирались значения величин, необходимых для определения коэффициента теплоотдачи от газового потока к поверхности псевдоожиженных частиц. Сказанное о точности измерений при исследовании теплообменных процессов в условиях работы реальных аппаратов полезно всегда иметь в виду при использовании имеющихся в литературе корреляционных расчетных соотношений. [c.259]

Графический метод определения оптимальных параметров процесса в теплообменном аппарате на основе уравнения оптимальности позволяет быстро и с достаточной точностью получить различные варианты расчета, что, в свою очередь, упрощает задачу обоснованного выбора теплообменника и режима его работы. [c.258]

В основе каждой низкотемпературной установки лежит термодинамическая схема, представляющая комплекс из простых процессов (сжатие, теплообмен, расширение) [c.34]

Электрические вычислительные машины позволяют быстро производить необходимые расчеты и обеспечивают плодотворное применение математического моделирования. При этом под моделью понимают математическое описание исследуемого процесса. Оно может состоять из одного или нескольких уравнений в зависимости от сложности процесса. Гидродинамика, теплообмен, массообмен и химическая кинетика, обусловливающая работу реактора, должны быть, каждый в отдельности, описаны своим уравнением. Совокупность всех этих уравнений дает полное математическое описание. Естественно, что в основу этой работы будут заложены наши представления о модели самого аппарата и режиме его работы. [c.199]

В этой главе на основе материала, обсуждавшегося выше, будет дан расчет таких физических процессов, как теплообмен, массопередача и сушка. [c.356]

Таким образом, современное состояние развития роторно-пленочных аппаратов характеризуется достаточно широким применением их для теплообменных процессов и лишь незначительным применением более или менее крупных аппаратов для массообменных процессов. Такое положение объясняется особенностями масштабного перехода. Создание теплообменных аппаратов достаточно большой мощности на основе известных конструкций может быть достигнуто простым увеличением теплообменной поверхности (правда, до определенного предела) путем наращивания размеров аппарата (диаметра, высоты) без каких-либо принципиальных изменений конструкции. [c.16]

Излагаются теоретические основы расчета гидродинамических и теплообменных процессов, вызываемых работой погружных горелок в жидкости, а также некоторые научно-исследовательские работы, связанные с разработкой деталей выпарных установок. [c.2]

Теплообменные процессы. Задача моделирования теплообменной аппаратуры заключается в том, чтобы на основе количества и свойств потока (потоков), участвующего в теплообмене, определить расход теплоносителя, а также площадь теплообменной по- [c.482]

В целом открытие режима тепломассообменного управления и сопутствующих ему явлений позволяет на новой информационной основе анализировать возможности повышения эффективности энерготехнологических процессов, в которых, как правило, одновременно и протекают взаимосвязанные теплообменные и различные физико-химические процессы. Так, весьма большая крутизна Э-И-характеристик вблизи кризисных точек свидетельствует о высокой степени риска попадания в нулевую кризисную зону в случае даже незначительных ошибок проектирования, например, по выбору необходимых поверхностей реагирования, требует высокой ответственности при принятии решений по проектированию и реконструкции, по проблемам энергосбережения. Особенно высоким рискам такого рода подвергаются процессы в условиях функционирования при сравнительно низких КПД, что уже с позиций обеспечения устойчивой работы требует необходимости увеличения КПД. Сложные связи теплообменных и физико-химических процессов в условиях термохимической автогенерации (см. уравнение (4.107)) свидетельствует о необходимости всестороннего комплексного их анализа для оценки эффективности принятия решений по увеличению КПД (завершенности) процессов и соответствующего снижения энергопотребления. [c.312]

В заключение отметим, что подход к изучению явлений переноса в псевдоожиженном слое, основы которого были кратко изложены в данном разделе, в последнее время все более широко используются при изучении не только гидродинамических, но также массо- и теплообменных (см., например, [198]) процессов в слое. При этом с математической точки зрения метод изучения массообменных процессов мало чем отличается от метода, использованного при изучении абсорбции в барботажном слое, изложенного в приложении I. 5. [c.345]

В книге освещаются результаты теоретических и экспериментальных исследований процессов гидродинамики и теплообмена при течении жидкостей в тонких пленках. Изложены основы тепловых процессов, протекающих в пленочных теплообменных и выпарных аппаратах, а также основы гидродинамических и тепловых процессов в роторных аппаратах с вращающимися лопастями. Приведены основные формулы для расчетов пленочных теплообменников, выпарных аппаратов со стекающей пленкой и с восходящим движением жидкости, аппаратов роторного типа, а также уравнения для тепловых расчетов пленочных аппаратов как при однофазном течении, так и при изменении агрегатного состояния вещества. Обобщены экспериментальные и теоретические материалы, имеющиеся в периодической научно-технической литературе. Книга рассчитана на научных и инженерно-технических работников химической, пищевой, нефтехимической и других отраслей промышленности, занимающихся вопросами исследования и проектирования пленочных аппаратов, может быть использована студентами, специализирующимися в области промышленной теплотехники, химической и пищевой технологии, химического и пищевого машиностроения. Табл. 17, илл. 58, библ. 224. [c.2]

Учение о теплообмене и его инженерно-технические приложения наиболее широкое плодотворное развитие получили в СССР. Акад. М. В. Кирпичевым создана школа, работа которой развивалась главным образом в направлении изучения физической сущности процессов теплообмена и работы тепловых устройств. Многие из работ этой школы определяют собой направление дальнейшего развития учения о теплообмене. Из них особенно большое значение имеют работы по теориям подобия и теплового моделирования, которые открыли широкие возможности в части обобщения опытных данных и изучения рабочих процессов в теплообменных аппаратах. Лучшая сводка результатов этих работ дана в учебнике проф. М. А. Михеева Основы теплопередачи (Госэнергоиздат, 1949). [c.75]

Указанные факторы достаточно разнообразны, а некоторые из них противоречивы. Так, например, создание компактной конструкции нередко приводит к ее удорожанию, простота устройства иногда снижает надежность работы теплообменника и т. п. Однако разрешение этих противоречивых требований и составляет основу рационального конструирования теплообменных устройств. По удачному замечанию проф. А. Н. Плановского, в борьбе этих противоречий и противоположностей и рождаются конструкции новых аппаратов, непрерывно изменяющиеся и совершенствующиеся вместе с более глубоким изучением протекающих в этих аппаратах процессов. [c.173]

На основе теории процесса окисления сернистого ангидрида была предложена следующая методика определения оптимального температурного режима контактного аппарата с помощью вычислительных устройств. При адиабатическом процессе (в контактных аппаратах с промежуточным теплообменом) справедливо соотношение [c.310]

В монографии рассмотрены основы теории теплообменных процессов и теплообмен в химико-технологических аппаратах. Материал подобран с учетом имеющихся публикаций, что позволило авторам изложить некоторые вопросы кратко, с указанием специальной литературы (например, общие вопросы теплообмена, расчет и оптимизация химических реакторов, кожухотрубчатых теплообменников и т. д.). [c.7]

ОСНОВЫ ТЕОРИИ ТЕПЛООБМЕННЫХ ПРОЦЕССОВ [c.8]

Основу рабочего процесса ХГМ составляет так называемый обратный цикл Стирлинга . Впервые основная идея процесса — разместить теплообменные поверхности для тепловой связи с источниками теплоты высокого и низкого потенциала, а также регенератор, внутри поршневого пространства машины — была предложена Р. Стирлингом еще в 1816 г., т. е. еще до работы С. Карно. Запатентованный Стирлингом двигатель внешнего сгорания, работавший на горячем воздухе, содержал все элементы, необходимые для реализации цикла. В 1834 г. Д. Гершель указал на возможность использования цикла Стирлинга для получения холода. Несмотря на то, что отдельные реализованные образцы, в частности двигатель Д. Эриксона (1833 г.) и холодильная машина А. Кирка (1863 г.), работали достаточно успешно, в развитии машин с совмещенным замкнутым циклом наступил почти столетний перерыв. Эти машины родились слишком рано и незаслуженно были 160 [c.160]

В книге рассмотрены процессы в теплообменных аппаратах, в выпарных, ректификационных, сушильных и холодильных установках, в тепловых насосах и трансформаторах промышленных предприятий. Применительно к этим процессам рассмотрены основы теории тепло- и массообмена, даны методы и примеры расчета аппаратов и установок. [c.2]

Для исследования процесса массообмена можно воспользоваться также аналогией между массообменом и теплообменом. Этот метод имеет то преимущество, что дает возможность установить зависимость между частным коэффициентом массопередачи и коэффициентом теплоотдачи, что представляет большой интерес в тех случаях, когда процесс массообмена сопровождается процессом теплообмена. Кроме того, этим методом можно определить частный коэффициент массопередачи на основе опытов по теплообмену и, обратно, определить коэффициент теплоотдачи на основе опытов по массообмену (так называемый диффузионный метод определения коэффициентов теплоотдачи). [c.54]

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]

Термодинамический метод синтеза теплообменных систем [16]. Анализ процессов химической технологии на основе первого закона термодинамики находит широкое практическое применение. Наряду с этим все большее распространение получают методы анализа на основе второго начала термодинамики, в частности (используемые исходя из концепции эксергии как меры превратп-мости энергии), при оптимизации и проектировании технологических производств (см. гл. 7). Привлекательность этих методов заключается в том, что имеется возмо кность оценить в общем случае минимально возмо кные потери энергии за счет необратимости процесса и тем самым определить реальные перспективы совершенствования процесса. Развитие этих термодинамических методов идет по пути получения количественной информации о совершенстве протекания отдельных явлений. Что касается качественных выводов, то они хорошо известны. Например, потери превратимой энергии отсутствуют при смешении потоков, находящихся в термодинамическом равновесии, или потери энергии в противоточном теплообменнике выше, чем в прямоточном, равно как с увеличением поверхности теплообмзна потери за счет необратимости нроцесса снижаются. [c.466]

Общие принципы. Математические модели сложных объектов, построенные на основе системного подхода, всегда иерархич-ны. Верхним, шестым уровнем модели реактора с неподвижным слоем катализатора является математическое описание химического цеха или агрегата, рассматриваемого как система большого масштаба. Эта система состоит из значительного числа взаимосвязанных процессов, реализуемых в различных аппаратах. Математическая модель процессов в реакторе (пятый уровень — модель контактного аппарата) входит как составная часть в математическую модель агрегата в целом. Несмотря на большое многообразие схем контактных аппаратов, есть в них одна общая часть — слой катализатора (четвертый уровень), математическое описание которого входит как основная часть в модель реактора. Другие составные части модели представляют собою различные теплообменные устройства, котлы-утилизаторы, смесители, распределители. При создании математической модели реактора учитывают взаимное расположение слоев катализатора, наличие рецикла вещества и (или) тепла внутри контактного отделения. [c.66]

Исходя из этого, тепловые устройства выше были разделеньи на четыре характерные группы по признаку решающего теплового процесса. Поскольку главными, определяющими теплотехническими процессами в печах являются процессы теплообмена, постольку для обобщения принципов расчета, конструирования и эксплуатации печей в рамках общей теории тепловой работы в основу должна быть положена классификация по признаку теплообменных процессов. Это следует и из того, что процессы горения и движения газов, например в электричеаких нагревательных печах, иногда вообще отсутствуют, а в топливных печах имеют подчиненное значение и должны быть организованы так, чтобы обеспечить наилучщее развитие процессов теплообмена. [c.16]

Для лечей-тепловых аппаратов определяющими являются процессы теплообмена, поэтому в основу классификации печей, очевидно, должны быть положены теплообменные процессы. В связи с тем, что в одной и той же печи в разное время или в разных ее участках могут доминировать различные виды теплообмена, целесообразно классифицировать не печи, а режимы их работы. [c.259]

Лит. Амелин А Г, Теоретичесгне основы образования тумана при конденсации пара, 3 изд, М, 1972. Когаи В Б.. Теоретические основы типовых процессов химической технотогин Л, 1977, Исаченко В П, Теплообмен при конденсации, М, 1977 В Б Коган [c.452]

В завершение краткого обзора процессов конвективного теплообмена без фазовьгк превращений теплоносителя отметим, что наряду с традиционными методами развиваются также и новые подходы к анализу конвективного теплообмена [26], где предлагается обобщенный критерий, характеризующий соотношение сил инерции и суммы сил, препятствующих движению теплоносителя. В частных случаях предлагаемый комплекс может переходить в традиционные критерии Ке, Аг и Ог. На основе такого подхода рассматриваются различнью случаи теплообменных процессов и приводятся соответствующие формы обобщающих зависимостей. [c.240]

Основной задачей, возникающей при конструировании рекуператоров, являются интенсификация теплообменных процессов, и на этой основе снижение удельной металлоемкости. Удачную попытку решить эту проблему предприняли в ИГ АН Украины, где под руководством А. Е. Еринова разработаны струйные рекуператоры [12.1]. [c.715]

Целесообразно отметить, что в соответствии с теоремой Кирпи-чева—Гухмана основой моделирования следует считать критериальные уравнения, описывающие данное явление. Моделировать аппараты с пере 1ешивающими устройствами надо по определенным технологическим показателям с учетом всех основных условий проведения процесса. Например, рассматривая процесс эмульгирования, надо иметь в виду условия, необходимые для достижения равномерного распределения дисперсной фазы в дисперсионной среде, и условия, необходимые для достижения требуемой дисперсности частиц внутренней фазы, а, например, при проведении процессов, связанных с теплообменом, если эта сторона явления определяет технические возможности осуществления процесса в цело1М, моделировать надо по количеству тепла, отводимого с единицы объема в единицу времени. [c.269]

Изложены основы теории и мечоды расчета процессов теплопроводности в твердых телах, конвективного теплообмена в однофазной среде, теплообмена при конденсации и кипении, теплообмена излучением между телами, разделенными прозрачной или поглощающей и излучающей средой. Рассмотрены теоретические основы совместных процессов массо- и теплообмена применительно к задачам теплоэнергетики, в том числе и промышленной. Приведены основные положения теплогидравлического расчета теплообменных аппаратов. [c.2]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология