Конструкции предварительных теплообменников

Решение. Поскольку коэффициенты теплопередачи зависят от конструкции теплообменника, необходимо провести предварительный расчет для определения числа и диаметра труб. Предварительный расчет проводим по схеме расчета обычного теплообменника. [c.243]

Конструкции предварительных теплообменников [c.109]

На рис. 2-28 н 2-29 показаны конструкции предварительных теплообменников для воздуха низкого и высокого давления в установке Г-6800, работающей по циклу с двумя давлениями. [c.118]

Рис. 2-29. Конструкция предварительного теплообменника для воздуха высокого давления.

Основное преимущество нестационарного способа состоит в снижении габаритов предварительного теплообменника, в некоторых технологических схемах, когда реакционная смесь, поступающая в реактор, обладает температурой 160—180°С, предварительный теплообменник люжно удалить. Кроме того, нет необходимости в теплоотводе из слоев катализатора. В итоге уменьшается объем реактора высокого давления, который не заполнен катализатором. Заполнение освобождаемого объема катализатором приводит к повышению производительности единичного объема реактора. При этом упрощается конструкция аппарата. Выделяющееся в ходе реакции тепло можно использовать для получения пара высокого давления (Р= 1-1,5-10 Па), что улучшает теплоэнергетические показатели процесса. [c.164]

После предварительного выбора конструкции и размеров аппарата и определения направления движения материальных потоков рассчитываются коэффициенты теплоотдачи и теплопередачи и значение последнего сравнивается с принятым для ориентировочного расчета. При значительном различии принимается новое значение площади поверхности теплообмена и по новым размерам теплообменника заново выполняются вычисления. Расчет можно считать законченным, если последовательные вычисления дают отклонения площади поверхности теплообмена в пределах желательной точности. При оценке этой точности необходимо учитывать сравнительно невысокую точность расчета коэффициентов теплоотдачи. Относительная погрещность находится на уровне 10% или даже более. [c.349]

Новая комбинированная насадка сохраняет существенные достоинства полочной насадки, которые заключаются в возможности самостоятельно регулировать температуру на каждой полке. В то же время насадка новой конструкции приобретает также преимущество насадки с внутренним теплообменом, состоящее в возможности дополнительного подогрева основного потока газа, который выходит из предварительного теплообменника. Следовательно, размеры нижнего теплообменника в комбинированной насадке могут быть меньше, чем в полочной. Это позволяет загрузить в колонну больше катализатора и повысить ее производительность (на 10—15%) без снижения коэффициента запаса поверхности теплообмена и уменьшения продолжительности пробега катализатора (проверено в промышленных условиях синтеза аммиака). [c.438]

Затем смесь газов с температурой 420° С, пройдя через катализатор при температуре 500° С направляется через центральную трубу в межтрубное пространство предварительного теплообменника и выходит из колонны, имея температуру 180—200° С. Такая конструкция обеспечивает использование тепла реакции для нагрева холодных газов, поступающих в колонну (автотермичность процесса) и регулирует температуру катализатора. [c.99]

Синтез аммиака может осуществляться в колонне, конструкция которой отличается от изображенной на рис. 1У-4. Для отвода тепла реакции в катализаторе размещают двойные теплообменные трубки, под слоем катализатора устанавливают предварительный теплообменник. Для разогрева системы Б период пуска и восстановления катализатора используют электрический подогреватель, размещенный в центральной трубе катализаторной коробки колонны синтеза аммиака. [c.363]

После предварительного выбора конструкции и основных размеров аппарата, определения направления движения материальных потоков рассчитывают коэффициенты теплоотдачи и теплопередачи и значение последнего сравнивают с принятым для ориентировочного расчета. При значительном различии их принимают новое значение площади поверхности теплообмена и по новым размерам теплообменника заново выполняют вычисления. [c.81]

Предварительные теплообменники обычно располагаются в нижней части колонны синтеза . Они предназначены для предварительного нагрева азотноводородной смеси, поступающей в колонну, за счет тепла горячего контактированного газа, выходящего из катализаторной коробки. Обычно в нижних теплообменниках (в зависимости от системы синтеза и конструкции колонны) газ нагревается от 30—80°С до 330—400°С . Задача всей теплооб- [c.302]

На рис. 2-27 дана схема предварительного теплообменника другой конструкции. Отличие состоит в том, что охлаждение воздуха продуктами разделения переносится только на одну ветвь. В то время как воздух проходит обе ветви, холодные газы обратного потока проходят только одну ветвь, именно вторую. При этом воздух в первой ветви не может охладиться ниже 0° С. [c.117]

Конструкции предварительных, аммиачных теплообменников изображены на рис. 2-25 (см. гл. 2). Конструкция основных теплообменников низко го давления изображена на рис. 3-8 (см. гл. 3). [c.279]

В последующие годы в аппаратуру и оборудование установки были внесены следующие изменения. В предварительном испарителе удалили две нижних желобчатых тарелки, а пять каскадных тарелок смонтировали на 1,2 м выше, чем в первоначальном проекте. В связи с увеличением содержания газа в нефти стабилизатор диаметром 1,8 м перегружался примерно на 40% в верхней и на 70% в нижней части. Поэтому он был заменен на аппарат большего размера (2,2/3,4 м). Дооборудование установки узлом электрообессоливания привело к необходимости заменить ряд теплообменников с давлением 16 кгс/см на теплообменники с давлением 25 кгс/см2, имеющие большую поверхность. Для доохлаждения мазута со 100 до 90 °С дополнительно было установлено два холодильника площадью до 900 м . В связи с изменением состава получаемых узких бензиновых фракций в схему блока вторичной перегонки был внесен ряд изменений. Многие насосы и электродвигатели были заменены другими, новой конструкции. Технологический режим основных аппаратов установки характеризуется следующими данными [c.79]

Приступая к расчету теплообменника, следует предварительно выбрать конструктивный тип аппарата и схему взаимного тока теплоносителей, поскольку для различных конструкций применяются различные расчетные уравнения. [c.338]

Моделирование. Наиболее важная роль числа Рейнольдса связана с применением к новым конструкциям экспериментальных данных, полученных на уже существующих конструкциях или моделях. В общем случае при одинаковых значениях чисел Рейнольдса и одинаковых конфигурациях можно с уверенностью предсказать характер течения и определить падение давления для, казалось бы, очень разных условий. Например, данными для таких теплоносителей, как воздух или вода, можно воспользоваться при расчете конструкций теплообменника с такими теплоносителями, как керосин или даже расплавленная соль. Влияние изменений, связанных с природой теплоносителя или скорости, имеет значение лишь постольку, поскольку оно отражается на величине числа Рейнольдса. Это в значительной степени облегчает проектирование и разработку конструкций, так как имеется возможность использовать результаты предварительных испытаний на небольших деревянных или пластиковых моделях с воздухом или водой в качестве теплоносителей. Этими результатами можно воспользоваться при разработке оборудования, в котором применяются жидкости, неудобные в обращении, например жидкий кислород, расплавленные металлы либо очень токсичные или коррозионные жидкости. [c.52]

Испытания на длительную прочность бывают нужны для компактных теплообменников, предназначенных для космических установок или автомобильных двигателей. Вибрации, механические или термические напряжения могут привести к разрушениям такого рода, которые не удается обнаружить при всех предварительных испытаниях. Испытания на длительную прочность должны быть тщательно продуманы конструкцию следует подвергать точно тем же самым циклам механических и термических напрял- ений, которые присущи натурному аппарату. В тех случаях, когда в высокотемпературных теплообменниках играют роль процессы релаксации, интервал времени между циклами может быть сделан намного меньше соответствующего времени для натурных аппаратов, если это оправдано данными по релаксации. Например, если существенную роль играют высокотемпературные напряжения, то обычно большая часть пластической деформации, обусловленной тепловым циклом, происходит в течение 15—20 мин, так что продолжительность цикла в 1 ч оказалась бы достаточной для моделирования циклов в натурных аппаратах продолжительностью двадцать четыре часа и более. [c.323]

Чтобы рассчитать коэффициент теплопередачи, необходимо знать площади поперечного сечения каналов, по которым движутся теплоносители (расходы их известны). Это вынуждает предварительно задаться конструкцией и размерами теплообменника (для этого пользуются нормалями и каталогами теплообменной аппаратуры) с учетом допустимых экономической целесообразности и скоростей движения сред. Правильность такого предварительного выбора определяется опытом и эрудицией инженера. Предварительный выбор основывается на оценке коэффициента теплопередачи, для чего можно воспользоваться табл. У.З [41. [c.80]

Насадки колонн. В колоннах Для синтеза метанола совмещенного типа имеются внутренние насадки, состоящие из катализаторной коробки, расположенной обычно в верхней части колонны, и нижнего предварительного кожухотрубного теплообменника. Наиболее распространены катализаторные коробки с одинарными противоточ-ными трубками и полочные коробки самой простой конструкции. [c.433]

Линия 3 связывает колонну 2 с реактором алкилирования (на схеме не показан), конструкция и способ работы которого являются общеизвестными. По линии Л в колонну 2 подается смесь, состоящая из НР, КРМ, воды и изобутана. Содержание воды в исходной смеси очень мало — обычно менее 3 %, поскольку используемые в качестве сырья олефин и изобутан подвергаются предварительной осушке. Для контроля температуры смеси желательно в линии 3 иметь теплообменник 4 и регулятор температуры 5. Последний управляет имеющимся в линии 3 клапаном 6, открывая или закрывая его в зависимости от температуры подаваемой смеси. [c.193]

На установках двухпечного термического крекинга для предварительного подогрева сырья применяются теплообменники различных типов и конструкций. Основными из них являются теплообменники типа тру-6а в трубе и кожухотрубные с плавающей головкой. Для бензина обычно применяются конденсаторы-холодильники погружного типа. [c.137]

Установка с предварительным испарением — одна из первых, которая была разработана советскими специалистами и нашла широкое распространение на заводах под названием советская трубчатая установка. Она имеет преимущества перед установкой с однократным испарением отсутствие теплообменников тяжелой конструкции, простота устройства и др., возможность перегонять нефти с большим содержанием легких фракций. [c.80]

Все рассмотренные конструкции вихревых охладителей с рециркуляцией потока промежуточного давления включают промежуточный теплообменник. Тип его следует выбирать, исходя из конкретных условий эксплуатации, с учетом свойств и параметров охлаждающей среды. Расчет и проектирование теплообменников нужно выполнять с использованием известных в теплотехнике методик. Для предварительного расчета теплообменника в качестве исходных параметров можно рекомендовать давление нагретого потока перед теплообменником рг= (0,5...0,6)рс удельный расход по циркуляционной ветке 1г = 0,4...0,5. В оптимизации теплообменника с учетом его взаимосвязи с другими агрегатами заложены дополнительные резервы повышения адиабатного КПД вихревого охладителя. [c.102]

Конструкция трубного пучка в воздушных холодильниках позволяет применять их в условиях высокого давления технологических потоков. Поэтому воздушные холодильники можно применять на химических заводах в процессах, при которых расчетные давления достигают 500 ат. При этом поступающий в воздушные холодильники продукт в редких случаях имеет высокую температуру, так как его предварительно охлаждают в обычных теплообменниках. Потоки, имеющие температуру не выше 315°, можно непосред-1 ственно направлять в воздушные холодильники. При более высоких температурах необходимо предварительно охладить поток, пропуская его через один или два ряда гладких стальных труб. [c.269]

Для предварительного нагрева сырья теплом продуктов реакции, выходящих из реакторов, применяют теплообменники различных конструкций. Одна из конструкций таких теплообменников, установленных на типовой установке Л-24-6, показана на рис. 24. Корпус аппарата изготовляют из двухслойного металла, основной слой из стали 12ХМ, защитный 2 мм слой из стали ЭИ496. [c.91]

Возможны различные схемы теплосъема между полками и нагрева исходного газа любые комбинации байпасов и промежуточных теплообменников с посторонним хладоагентом любые комбинации байбасов и промежуточных теплообменников, в которых прореагировавший газ нагревает исходный двухполочная колонна с промежуточным и предварительным теплообменниками (свежий газ разделяется на два потока, один проходит через щель и предварительный теплообменник, другой — через промежуточный, после чего потоки смешиваются) конструкция колонны как и предыдущая, но потоки смешиваются при входе в предварительный теплообменник. [c.458]

Типы используемых теплообменников и их применение. Снижение цены теплообменника может быть достигнуто за счет уменьшения веса металла, затрачиваемого на поверхность теплообмена (как на основную поверхность, так и на высокоэффективные ребра). Главными видами поверхностей теплообмена для теплообменников типа газ — газ являются пучки гладких труб, трубы круглого сечения с внешними и внутренними ребрами или пакеты из чередующихся гладких и рифленых листов, в которых два потока тепло-1юсителей проходят между чередующимися плоскими пластинами. В этом последнем виде поверхностей рифленые пластины служат как дистанционирую-щими устройствами, так и ребрами поскольку эффективная высота такого ребра достаточна мала, эффективность его высока. Хорошей иллюстрацией теплообменников подобной конструкции могут служить воздухоподогреватели на тепловых электрических станциях и газонагреватели технологических установок. Трубчатые воздухонагреватели часто используются для предварительного подогрева воздуха на тепловых станциях, где горячие отходящие газы из топки направляются через межтрубное пространство в дымовую трубу, а свежий воздух по пути в топку с помощью воздуходувок продувается через трубы подогревателя 111. [c.187]

В проекте для использования тепла реакции предусматривается выноснои котел-утилизатор зиеевикового типа. Насадка колонны синтеза состоит из трех основных частей катализаторной коробки, расположенной в верхней части колонны, верхнего и нижнего предварительного теплообменников. Конструкция катализатор-ной коробки принята с одним холодным байпасом и центральным электроподогревателем. [c.175]

Одним из этапов государственной программы разработки ОТЭС в США было как раз создание макетных образцов теплообменников мощностью 0,2 МВт и выбор наиболее эффективных систем для закладки их в проект модуля ОТЭС-10. Были привлечены компании Дженерал электрик , Си соляр пауэ , Локхид , Альфа-Лаваль , ТН , Линдэ . Проект первых двух компаний был основан на пластинчатом теплообменнике с горизонтальной подачей воды и вертикальной — аммиака. Для защиты теплообменника от обрастания через него должна пропускаться песчаная суспензия. По предварительным оценкам удельная стоимость теплообменника составляет 565 долл./кВт. Аналогичной была конструкция титанового теплообменника компаний Локхид и Альфа-Лаваль , только для борьбы с обрастанием предполагалось использовать специальный раствор. Удельная стоимость его составляла 718 долл./кВт, причем считалось возможным существенно снизить ее за счет использования в качестве материала стали с гальваническим покрытием. Теплообменник же, представленный компаниями ТК и Линдэ , состоял из полукруглых пластин, выполненных из алюминиевого сплава, с нанесенным на рабочие поверхности специальным покрытием, улучшающим эксплуатационные характеристики. Для борьбы с обрастанием использовались механические средства и хлорирование. Удельная стоимость была оценена в 276 долл./кВт, однако сравнивая эту цифру с предыдущей, надо иметь в виду то обстоятельство, что титановый теплообменник рассчитан на 30 лет службы, а алюминиевый необходимо заменять через 15 лет работы. [c.72]

Процедура перехода от одной конструкции теплообменника к другой, более удовлетворительной, может быть названа оптилшзацией , и ее связь с общей задачей конструирования аппарата представлена на рис. 2. Процедура оптимизации является принципиальной особенностью процесса проектирования теплообменпого аппарата, и она может иметь две совершенно различные формы в зависимости от того, выполняется расчет вручную или с применением ЭВМ. В первом случае оптимизация проводится в основном интуитивно, так как конструктор определяет конкретные недостатки предварительно рассчитанного варианта и выбирает из большого числа возможных изменений такие, которые устраняют эти недостатки, тогда как остальные приемлемые параметры остаются неизменными. В этом случае опыт и знание физики процессов в теплообменнике являются основой быстрого поиска подходящего варианта конструкции. [c.11]

Способность конструкций теплообменников сопротивляться статическим нагрузкам от собственного веса и от давления можно рассчитать приблизительно с той же степенью достоверности, что и параметры теплообмена и перепада давлений (т. е. с вероятной ошибкой от 20 до 50% в зависимости от сложности системы), а возникающие при этом задачи примерно эквивалентны по трудности анализу течения жидкостей и теплообмена. Гораздо труднее аналитически рассчитать долговечность конструкции в условиях циклических резких изменений температурного режима, причем ошибка в определении срока службы до разрушения может быть десятикратной. В настоящей главе бегло рассмотрены наиважнейшие основные проблемы и даны простейшие расчетные методы, пригодные для предварительных оценок. Приведены ссылки для использования в более уточненных и тщательных расчетах при установлении окончательных конструкций. Из этих источников наиболее широко распространены нормы ASME для ненагреваемых сосудов давления [1. [c.139]

Анализ большого числа различных совместных компоновок реактора, теплообменника и защиты говорит о том, что теплообменники типа хоккейная клюшка мало привлекательны. Теплообменники с трубами, расположенными 1Ю дуге окружности, имеют наименьший вес из всех рассмотренных конструкций. Z-образные теплообменники (см. рис. 14.6) имеют несколько больший вес системы, но они проще в изготовлении. Однако ясно, что разность температурных расширений труб и корпуса в теплообменнике с Z-образньш пучком может привести вследствие термических напряжений к появлению трещин в коротких выступающих из трубной доски участках труб. С целью упрощения изготовления для предварительных исследований был выбран именно тепло-обмеЕШик Z-обратного типа. Циклические температурные напряжения в нем — одни из наиболее резко выраженных, поэтому он представляет собой отличный объект для оценки возможностей типичной высокотемпературной конструкции по отношению к подобного рода нагрузкам. Предполагалось, что циклические термические напряжения будут наиболее часто встречающейся причиной аварий в высокотемпературных агрегатах, работающих на жидких теплоносителях. Так оно и оказалось. Конструкция с сильфонными компенсаторами у выходного коллектора показала себя неудовлетворительной, поскольку она должным образом не выдерживала ни напряжений, обусловленных давлением, ни разность температурных расширений. [c.276]

После ряда проектных разработок и предварительного выбора конструкции нового типа теплообменника, которая ляжет в основу создаваемого аппарата, инженер сталкивается с необходимостью принять трудное решение. Он знает, что еуш,еетвует некоторая неопределенность в значениях используемых в расчетах коэффициентов теплоотдачи и коэффициентов гидравлических потерь. С одной стороны, если исходить из наиболее неблагоприятного случая накапливания всех ошибок, иногда можно получить увеличение стоимости теплообменника на пятьдесят процентов с другой стороны, ошибочный выбор размеров приведет к неправильным характеристикам. Это может потребовать не только дополнительных расходов, но и оихутимо сказаться на показателях работы в целом всего предприятия, в схему которого он включен. Стоимость оборудования для испытаний, предназначенного для проведения всей программы экспериментов на больших аппаратах, может стать огромной. Только стоимость необходимого источника тепловой энергии может значительно превосходить стоимость теплообменника. К счает1.ю, многочисленные эксперименты показали, что ряд важных испытаний может быть проведен на соответствующих уменьшенных моделях II — 41. Действительно, часто на таких моделях удается провести более полные испытания, причем е существенно меньшими затратами, чем на натурных теплообменниках. Модели могут быть построены более быстро и в них легче внести в случае необходимости какие-либо изменения, тем самым можно сберечь много драгоценного времени. [c.310]

Тепловой расчет. Выбор конструкции аппарата и скоростей теплоносителей. Теплообменник колонны синтеза аммиака работает в условиях высокого давления, коррозионной среды и высоких температур. Его конструкция должна быть компактной, простой и надежной в работе. В соответствии с этими требованиями выбран кожухотрубчатый теплообменник со стальными цельнотянутыми трубками диаметром 18X2 мм. Скорости газовых смесей приняты в трубках W] = 1,9 м/с, в межтрубном пространстве W2 = 1,97 м/с (на основе предварительных расчетов в рекомендуемых при высоких давлениях пределах от 1,5 до 5,5 м/с). [c.157]

Оборудование на химических иредприятиях подвергается вредному воздействию агрессивных химических веществ. К такому оборудованию относятся контейнеры, реакторы, трубопроводы и теплообменники (рис. 13.2). Для защиты оборудования иосле обычной предварительной обработки стальных конструкций (с шероховатостью 30—60 мкм) на них наносят покрытия из термоотверждаемых фенольных смол окунанием, распылением или электростатическим осаждением. Толщина слоя, наносимого за один раз, составляет 30—40 мкм. После иредварительной сушки в течение 1 ч при комггатной температуре покрытие медленно нагревают до 120°С и выдерживают ири этой температуре 15—30 мин. Эту операцию повторяют до тех пор, пока толщина покрытия не достигнет нужного значения (до 250 мкм). Затем покрытие отверждают в течение 2 ч при 180—200 °С [39]. [c.207]

Корпорация, изготовляющая воздушные подогреватели, составила обширную программу, направленную на развитие необходимых уплотнительных средств, чтобы устранить это единственное отрицательное Ka4e TB0 в самой необходимой части оборудования. Хотя эта программа создания уплотнения в настоящее время еще далеко не осуществлена, предварительные исследования показывают, что система уплотнений вращающейся конструкции может быть улучшена и производство газотурбинной электростанции, оборудованной вращающимся теплообменником, будет выгодным. В программу развития также были включены конструирование и создание прототипнои установки для газотурбинной электростанции в 3000, л. с. Опытная установка проектировалась для следующих условий [c.148]

Окончательно в качестве набивки была выбрана проволочная сетка с диаметром проволоки 3,429 мм. Площадь входного сечения набивки составляла 22,48 м с 98-ю ячейками на решетке. Выбранная набивка обеспечивала эффективность конструкции, не увеличивая потерь давления. Материал решетки расположен в направлении, параллельном потоку, таким образом, чтобы приблизительно /з ее из нержавеющей стали AISI типа 304 находилась на стороне с высокой температурой, /з ее нз нержавеющей стали AISI типа 501 используется в центральной части, а оставшаяся /з находится на стороне с низкой температурой и сделана из углеродистой стали 1100. Эта градация материалов иллюстрирует одно из преимуществ вращающейся конструкции для применения в области высоких температур. Поверхность нагрева была скомпонована после предварительного анализа в барабанную конструкцию теплообменника. [c.148]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология