Теплообмен при механическом перемешивании жидкости

В газовой фазе проводятся высокотемпературные контактно-каталитические процессы, для которых используются контактные аппараты различной конструкции. Для газовых реакций, идущих со значительным теплообменом, применяют аппараты змеевикового типа, например трубчатые печи. Для систем газ+жидкость применяют колонные и башенные аппараты с различными насадками (внутренние устройства) и без них для системы жидкость-[-жидкость — аппараты емкостного типа с мешалками или без них для системы газ+твердое вещество — гребковые аппараты полочного типа, вращающиеся барабаны, шнеки и другие аппараты с механическим перемешиванием. В последнее время получили широкое распространение аппараты с кипящим слоем материала, через который снизу вверх движется газ, а твердые частицы находятся во взвешенном состоянии. Для систем жидкость- -твердое вещество применяют проточные камеры, заполненные зернистым продуктом и емкостные аппараты с мешалками. Для систем твердое вещество+твердое вещество должно быть предусмотрено устройство, хорошо перемешивающее материалы. [c.17]

Теплообмен при механическом перемешивании жидкости [c.246]

Сложность гидродинамической обстановки при обтекании теплообменных поверхностей в аппаратах с механическим перемешиванием жидкостей обусловливает влияние на коэффициент теплоотдачи а от жидкости к неподвижным поверхностям многих кинематических, динамических и геометрических факторов. Неравномерность скорости жидкости вблизи отдельных участков поверхности приводит к неодинаковым значениям а, например, на различных уровнях аппарата (рис. 4.2.1.1). Обычно максимальные значения коэф- [c.246]

ТЕПЛООБМЕН В АППАРАТАХ С МЕХАНИЧЕСКИМ ПЕРЕМЕШИВАНИЕМ ЖИДКОСТЕЙ [c.117]

Площадь теплообменной поверхности реактора с механическим перемешиванием газа в жидкости рассчитывается по формуле (9.39) с учетом теплового потока, определяемого по формулам (9.62) или (9.66). Коэффициент теплоотдачи а от газожидкостной смеси, перемешиваемой шестилопастной турбинной мешалкой, к стенке сосуда, заключенного в рубашку, можно рассчитать по уравнению [c.272]

Классификация. Хим.-технол. процесс в целом - это сложная система, состоящая из единичных, связанных между собой элементов и взаимодействующая с окружающей средой. Элементами этой системы являются 5 групп процессов 1) механические - измельчение, грохочение, таблетирование, транспортирование твердых материалов, упаковка конечного продукта и др. 2) гидромеханические - перемещение жидкостей и газов по трубопроводам и аппаратам, пневматич. транспорт, гидравлич. классификация, туманоулавливание, фильтрование, флотация, центрифугирование, осаждение, перемешивание, псевдоожижение идр. скорость этих процессов определяется законами механики и гидродинамики 3) тепловые - испарение, конденсация, нафевание, охлаждение, выпаривание (см. также Теплообмен), скорость к-рых определяется законами теплопередачи 4) диффузионные или массообменные, связанные с переносом в-ва в разл. агрегатных состояниях из одной фазы в другую,- абсорбция газов, увлажнение газов и паров, адсорбция, дистилляция, ректификация, сушка, кристаллизация (см. также Кристаллизационные методы разделения смесей), сублимация, экстрагирование, жидкостная экстракция, ионный обмен, обратный осмос (см. также Мембранные процессы разделения), электродиализ и др. 5) химические. Все эти процессы рассматриваются как единичные или основные. [c.238]

Площадь теплообменной поверхности реактора с механическим перемешиванием газа в жидкости рассчитывается по формуле [c.272]

В жидкофазных химических реакторах перемешивание реакционной смеси благоприятно сказывается на скорости химической реакции вследствие увеличения поверхности контакта фаз в эмульсиях за счет механического дробления капель и за счет интенсификации процесса внешнего массо- и теплообмена между жидкостью и дисперсной твердой фазой при перемешивании суспензий. Одновременно перемешивание реакционной среды улучшает отвод (подвод) теплоты химической реакции вследствие значительной скорости обтекания циркуляционными токами жидкости теплообменных поверхностей. Перемешивание обеспечивает равномерность температуры практически по всему объему среды. [c.118]

Сложность гидродинамической обстановки обтекания теплообменных поверхностей в аппаратах с механическим перемешиванием обусловливает влияние на коэффициент теплоотдачи а от жидкости к неподвижным поверхностям многих кинематических, динамических и геометрических факторов. Очевидная неравномерность скорости жидкости вблизи отдельных участков иоверхности приводит к неодинаковым значениям коэффициента теплоотдачи, например, на различных уровнях аппарата (рис. 6.11). Обычно максимальные значения а имеют место на уровне мешалки турбинного, лопастного и некоторых других типов. Поскольку значения коэффициентов теплоотдачи при энергичном перемешивании жидкостей обычно достаточно велики [10 —10 Вт/м -К)], локальная неравномерность а приводит к неодинаковым величинам температуры Ту, на разных участках теплообменной поверхности, что подтверждается экспериментальными измерениями [9]. Вследствие неравномерностей а и Tie значение коэффициента теплоотдачи а, усредненного по всей теплообменной поверхности F, определяется следующим общим соотношением [c.118]

Механические мешалки (лопастные пропеллерные, турбинные и др.) должны выбираться в соответствии с рекомендациями, приведенными в литературе по процессам и аппаратам химической технологии. Специальные мешалки должны разрабатываться с учетом конкретных технических задач. Для перемешивания вязких жидкостей и пастообразных материалов применяют якорные мешалки, позволяющие очищать стенки аппарата от налипшего материала, а следовательно, улучшать теплообмен и предотвращать местные перегревы перемешиваемых веществ. [c.162]

Конвективным теплообменом называется перенос теплоты с -перемещающимися макроскопическими объемами газов или жидкостей. Перенос теплоты возможен в условиях естественной конвекции, при которой движение макроскопических объемов вызвано разностью плотностей в различных точках объема, возникающей. вследствие разности температур в этих точках, и вынужденной конвекции при принудительном перемещении жидкости. Передача теплоты вынужденной конвекцией происходит, например, при перемешивании объема мешалкой, причем интенсивность этого процесса тем выше, чем более турбулентно осуществляется перемешивание. Таким образом, конвекция связана с механическим переносом вещества, т. е. зависит от гидродинамических условий течения жидкости. [c.111]

Перемешивание жидких сред — одна из наиболее распространенных операций в химической и смежных с нею отраслях промышленности. Перемешивание с целью получения однородной среды может происходить самопроизвольно, например за счет диффузии компонентов, или путем принудительного смешения при помощи механических устройств. Как правило, механические мешалки при их вращении в перемешиваемой среде создают циркуляционные токи как по всему объему жидкости (рис. 6.11), так и в зоне непосредственного расположения мешалки (рис. 6.12). Локальное завихрение за лопастью мешалки способствует созданию однородной среды (растворов, эмульсий, суспензий) в локальном масштабе, а общие циркуляционные токи перемешивают жидкость во всем объеме и способствуют интенсификации процессов тепло- и массообмена перемешиваемой среды с теплообменными [c.117]

Турбулизаторы. Турбулизаторы обычно устанавливают в каналах кожуха для организации механического перемешивания жидкости и удлинения пути прохождения потока внутри корпуса. Увеличение степени турбулпзации и скорости потока жидкости через смесители ведет к повышению коэффициента теплопередачи кожуха теплообмен- [c.159]

Проведение многих реакций нефтехимического синтеза требует принятия специальных мер для интенсификации теплообмена в реакторах. С этой целью реакторы снабжаются достаточно большой удельной теплообменной поверхностью (т. е. поверхностью на единицу реакционного объема) и в них создаются условия, обеспечивающие максимальные значения коэффициентов теплопередачи. Наибольшие величины удельной поверхности достигаются в трубчатых реакторах (до 200 м ) и в реакторах колонного типа с внутренними трубчатыми или змеевиковыми теплообменниками (50—100 м ). Наименьшие удельные поверхности имеют реакторы емкостного типа с рубашкой (5—10 Г ). Для увеличения коэффициентов теплопередачи, которые определяются, как правило, теплоотдачей со стороны реакционного пространства, использукзт различные способы турбу-лизации среды высокие линейные скорости газа в трубчатых реакторах, барбо-таж в газожидкостных процессах, механическое перемешивание, псевдоожижение твердого катализатора или теплоносителя. Интенсификация теплообмена со стороны хладагента, если она необходима, достигается обычными способами турбулизация потока, теплосъем кипящей жидкостью, применение эффективных теплоносителей. [c.119]

В смесителях механическое воздействие сводится к перемешиванию жидкости в баке вращением крыльчатки или шнека, которые обычно расположены в центре бака. Для этой цели используются также мешалки в виде якоря, турбины и спиральные скребки. Теплообменной поверхностью может быть внутренняя поверхность бака, а второй теплоноситель может омывать наружный цилиндр или циркулировать в приваренных к наружной поверхности бака трубах. Иногда теплообменной поверхностью могут служить змеевики, ряд или пучок труб и плоские пластины, образующие каналы, размещенные по периметру бака. Изредка для этой цели служит сама мешалка. Второй теплоноситель в этом случае протекает через каналы в мешалке, что вызывает некоторые трудности с уплотнениями на входиы-х и выходных патрубках вращающейся мешалки. [c.8]

Теплообмен при механическом перемешивании неньютоновских жидкостей осложнен проблемой выбора величины эффективной вязкости для такого рода жидкостей. Форма обобщения экспериментальных данных (соотношение (4.2.1.1)) остается прежней, но в нее вводится дополнительный множитель, учрггывающий, например, отношение показателей степени в известном уравнении Оствальда для касательных напряжений при средней температуре жидкости и при температуре теплообменной поверхности [31]. [c.248]

Помимо общих достоинств, характерных для пленочных аппаратов, РПИ имеют дополнительные преимущества. Интенсивное перемешивание и равномерное распределение жидкости позволяет при малых линейных плотностях орошения обеспечивать высокие коэффициенты теплопередачи (коэффициент теплопередачи для РПИ может в несколько раз превышать коэффициент теплопередачи для пленочных испарителей со свободно стекающей пленкой при работе на одном и том же продукте) и тем самым за один проход через аппарат добиваться концентрирования раствора в несколько раз при минимальном времени пребывания продукта в аппарате (оно составляет секунды или десятки секунд, и лишь для высоковязких продуктов более минуты). Кроме того, механическое перемешивание и связанный с этим эффект самоочистки теплообменной поверхности обеспечивает РПИ возможность работы с такими продуктами, с которыми ни один другой выпарной аппарат непрерывного действия работать не может. Это высоковязкие продукты (РПИ с жестко закрепленными лопатками или со стирателями определенных форм) способны работать с продуктами с вязкостью до 1000 Па с, эмульсиями, суспензиями, пастами, жидкостями со стойкой пеной, растворами с интенсивным выпадением осадка (в РПИ с шарнирно закрепленными и маятниковыми лопатками при применении узла вьпрузки специальной констрз кции возможно получение на выходе криста1ишческого порошка). [c.196]