Процессы теплообмена Виды теплообмена

Теплообменные аппараты подразделяются на различнее типы в зависимости от формы поверхности нагрева, способа организации процесса теплообмена, вида теплоносителей. [c.184]

Теплообмен между неподвижным слоем катализатора и охлаждающими (или нагревающими) элементами весьма затруднен в виду низкой теплопроводности слоя. Поэтому в ряде процессов теплообменные элементы предпочитают ставить не в слое, а между слоями катализатора, что приводит к громоздкости реактора и трудности в его- Конструировании. В частности, эти трудности имеются при конструировании мощных реакторов для окисления сернистого газа в производстве серной кислоты (см. главу V). При установке теплообменных элементов в неподвижном слое катализатора или расположении катализатора в трубах (рис. 44) невозможно применять эффективные жидкие хладагенты, в частности, холодную воду для отвода тепла из слоя при экзотермическом процессе, так как вследствие плохой [c.105]

Интенсивный теплоотвод особенно важен для устойчивости температурного режима реакторов нри сильно экзотермических процессах. Температурный режим будет устойчивым, если увеличение количества выделяющегося тепла при ускорении реакции вследствие роста температуры меньше соответствующего увеличения теплоотвода. Это условие для любого кинетического уравнения и вида теплообменной поверхности формулируется так [1] [c.106]

Устройства для теплообмена служат для подвода тепла или отвода избыточного тепла осуществляемого процесса. Теплообменные элементы разделяют на внутренние и наружные. Наружные теплообменные элементы выполняют, как правило, в виде рубашек или змеевиковых каналов, примыкающих к наружной стенке корпуса аппарата. Реже в производстве катализаторов используют внутренние погружные змеевики. Применять такие змеевики в сосудах с вязкими жидкостями или при наличии осадка не рекомендуется. В корпусах некоторых чугунных аппаратов при их отливке предусматривают змеевиковые каналы для осуществления теплообмена. [c.191]

Разделение компонентов смесей с близкими температурами кипения проводят путем фракционной перегонки, т. е. многократным повторением процесса перегонки. В случае низкокипящих веществ можно применять фракционирующие насадки (рис. Е.16), которые увеличивают расстояние, проходимое парами вещества до холодильника. При этом пары высококипящих компонентов смеси конденсируются в насадке и в виде конденсата стекают обратно в колбу, в то время как низкокипящие компоненты отгоняются. Насадки для фракционной перегонки действуют по принципу ректификации и дефлегмации. В случае ректификации речь идет о постоянном обмене компонентов и теплообмене между газовой и жидкой фазами. Дефлегмация заключается в разделении веществ частичной конденсацией их на охлаждаемых поверхностях. [c.494]

В процессах переработки углеводородных газов широко применяют различные виды теплообменной аппаратуры, вес которой составляет 30—40% от общего веса аппаратуры ГПЗ. [c.413]

Имеется еще один тип переноса тепла в жидкостях и газах. В такой среде могут возникнуть макроскопические движения, и тепло может передаваться от одной точки к другой вместе с массами вещества. Этот процесс называется конвективным теплообменом. Третий способ теплообмена — лучистый теплообмен. Твердые тела, так же как жидкости и газы, способны излучать и поглощать тепловую энергию в виде электромагнитных волн. В производственных процессах часто все три вида теплообмена участвуют одновременно. [c.25]

Термическое сопротивление в процессах теплообмена жидкости со стенкой определяется условиями теплообмена в тонком пристенном слое. В пределах этого слоя допустимо пренебречь конвективным теплообменом за счет осредненных скоростей (уравнение (4.2.3.2)) по сравнению с конвективным теплообменом за счет пульсационных скоростей. Помимо этого, поскольку изменение температуры по нормали к стенке (вдоль оси у) значительно выше, чем вдоль осей лиг, уравнение (4.2.3.1) можно упростить и записать в виде [c.251]

Критерий самопроизвольного нарушения устойчивости нормального горения должен включать в себя условия проникновения газообразных продуктов сгорания в поры заряда и воздействия его на процесс горения. Он должен выражаться через соотношения безразмерных параметров, описывающих горение пористого заряда. Диаметр поры может образовать безразмерный параметр в виде отношения к другой величине с размерностью длины, характеризующей процесс горения. Такими величинами являются ширины характерных зон горения I (может быть несколько таких зон li) и характерный размер зерен вещества г i. Кроме того, в критерий будут входить безразмерные числа, характеризующие течение газа и теплообмен (числа Нуссельта, Прандтля, Льюиса — Лыкова) [c.90]

Под корпусом аппарата понимается сосуд любой, в основном цилиндрической формы, в котором осуществляется перемешивание. Корпус аппарата, используемого для осуществления теплообменных процессов, обычно имеет теплообменные устройства — наружные в виде рубашки или встроенные в корпус в виде змеевиков. [c.16]

Теплообменные аппараты могут быть классифицированы по виду теплообменной поверхности (с поверхностью из трубок, с плоской поверхностью, с поверхностью непосредственного контакта теплоносителей) по физическому процессу, происходящему с основным технологическим веществом (нагреватели, холодильники, испарители, конденсаторы) по характеру работы во времени (рекуперативные, регенеративные, см. разд. 3.6) по материалу, из [c.297]

Как видно из (9.38), перепад температур зависит не только от фактора загрязнения, но и от плотности теплового потока. Поэтому при учете фактора загрязнения правильнее задавать его для конкретного потока жидкости и наиболее употребительного интервала температурных напоров. ТЕМА предприняла попытку табулировать температурные напоры путем классификации факторов загрязнения в соответствии с видами различных технологических процессов. Результат пока неточен, так как существует очень много отличающихся друг от друга процессов, где применяется теплообменная аппаратура. [c.315]

Теплообменные аппараты. Теплообменные аппараты — один из основных видов технологического оборудования, они составляют примерно 30—40 % от всего химического оборудования. По назначению различают теплообменники, холодильники, подогреватели, конденсаторы. Наиболее распространены поверхностные теплообменники, теплообмен в которых осуществляется через поверхности (стенка трубы, пластины и т. д.), разделяющие среды и исключающие их смешение. Передача тепла сопровождается изменением температуры сред, средняя разность которых является движущей силой процесса передачи тепла и называется температурным напором. [c.267]

В прямоточных колоннах на тарелках осуществляется прямоток между жидкостью и паром, в отличие от противотока или перекрестного тока в большинстве ректификационных аппаратов. Обычно в рабочих элементах прямоточных колонн пар эжектирует жидкость, движущуюся с большой скоростью, прямоточные колонны имеют повышенный расход энергии, но отличаются высокой интенсивностью взаимодействия пара и жидкости. Если процесс сопровождается значительным тепловым эффектом, то на тарелках колонны размещают теплообменные элементы в виде теплообменных трубчаток, встроенных в колонну, или в виде змеевиков, уложенных на тарелку. [c.171]

В тех случаях, когда процесс сопровождается значительным тепловым эффектом, на тарелках колонны размещают теплообменные элементы, которые делают или в виде теплообмен- [c.212]

Для конкретных технологических процессов теплообмен может быть представлен в виде математической модели, основу которой составляет уравнение теплового баланса. Так, например, модель, предложенная для расчета охлаждения пленочного рукава, позволяет определить падение температуры вдоль рукава по уравнению [49] [c.59]

Вид теплообменного процесса 1 Технологическая среда 1 Скорость среды, м/сек или скорость процес- кг час м Средняя температу ра с еды, Коэффици--ент теплопередачи, ккал/м2 час-°С [c.91]

По конструкции к аппаратам шахтного типа можно отнести некоторые реакторы, предназначенные для осуществления процессов с промежуточным теплообменом между секциями, но при конструктивном оформлении отдельных секций в виде самостоятельных реакторов. Например, процесс риформинга прямогонных бензинов с целью повышения октанового числа проводится в трех последовательно соединенных аппаратах. После каждого аппарата охлажденная смесь нагревается в трубчатой печи. В целом процесс осуществляется с промежуточным теплоподводом, но в пределах каждого реактора процесс идет в адиабатических условиях. Эти реакторы можно отнести к аппаратам шахтного типа, так как распределение температур в каждом аппарате и его конструкция [c.71]

По конструкции к аппаратам шахтного типа можно отнести некоторые реакторы, предназначенные для осуществления процессов с промежуточным теплообменом между секциями, но при конструктивном оформлении отдельных секций в виде самостоятельных реакторов. [c.61]

Еще более сложным для исследования представляется теплообмен между поверхностью и перемащиваемой суспензией, поскольку в этом случае дополнительное влияние на процесс оказывает взвешенная в жидкости дисперсная твердая фаза. Чем больше разность плотностей частиц и жидкости, тем значительнее влияние частиц, проникающих в ламинарный слой жидкости у теплообменной поверхности. От содержания дисперсной фазы зависят плотность и вязкость суспензии, а следовательно, и характер циркуляционного движения в перемешиваемом объеме. Имеется несколько работ экспериментального характера [25, 26], в которых проведено обобщение данных в виде зависимости критерия Ми от многочисленных параметров системы. В такого рода корреляционных соотношениях помимо среднего объемного содержания дисперсной твердой фазы фигурируют теплофизические свойства суспензии (вязкость, тепло- и температуропроводность), надежное вычисление которых представляет дополнительную сложность. Поэтому степень достоверности рекомендуемых расчетных соотношений для теплоотдачи к перемешиваемым суспензиям зависит от метода вычисления теплофизических свойств суспензий [9]. Обычно по мере увеличения содержания твердой фазы интенсивность теплообмена суспензии с поверхностью стенки уменьшается, что, видимо, объясняется большим влиянием увеличивающейся плотности и вязкости суспензии на интенсивность циркуляционного движения по сравнению с интенсификацией теплообмена за счет возмущающего влияния твердых частиц на пристенную жидкость. Как правило, при стремлении концентрации твердой фазы к нулевому значению величина а стремится к коэффициенту теплоотдачи при перемешивании чистой жидкости. [c.125]

Такие, например, изменения состояния рабочего тела, как дросселирование и расширение в машине, можно рассматривать как адиабатные, происходящие без теплообмена с окружающей средой. В этих случаях Д обр = О и все увеличение энтропии тела определяется нестатичностью процесса. При теплообмене нестатичность характеризуется суммарным изменением энтропий участвующих в процессе теплообмена потоков рабочего тела и энтропии окружающей среды последней величиной часто можно пренебречь. Рассматривая процессы теплообмена в диаграмме 5 — Т, легко видеть, что суммарное увеличение энтропии тем больше, чем больше разности температур при теплообмене, причем влияние разности температур тем сильнее, чем ниже температурный уровень. Разности температур в процессе теплообменд позволяют в той или иной мере судить о степени необратимости этого процесса. Теплообмен относится к основным процессам, определяющим и характеризующим циклы глубокого охлаждения, которые являются регенеративными и замыкаются процессами теплообмена. Степень необратимости теплообменных процессов в значительной мере характеризует г эффективность всего цикла в целом (см. главу IV). Как подробнее будет показано в дальнейшем, в ряде случаев для сравнительной оценки степени совершенства той или иной модификации цикла достаточно использовать такой простой метод, как анализ температурных напоров, имеющих место при теплообмене [30]. [c.29]

В печах при получении целевых продуктов из заданных исходных материалов осуществляются процессы следующих видов физические, химические, биохимуческие, микробиологические, коллоидные, массообменные, энергетические (теплообменные, теплогенерационные), гидромеханические, механические и т. д. Эти процессы протекают б рабочей камере печей параллельно, последовательно или накладываясь один на другой и имеют различные количественные и качественные характеристики в зависимости от координат рассматриваемой точки в рабочей камере печи, а также от времени с начала процесса. [c.15]

Теплообменные аппараты из фторопласта — современный )ффективный вид теплообменного оборудования. В главу включены теплообменные аппараты погружного (тип П) и кожухотрубчатого (тип К) типов, предназначенные для нагрева, охлаждения или конденсации коррозионных и особо чистых сред. Эти аппараты применяются в химической, фармацевтической и пищевой промышленности, а также при проведении процессов химической и электрохимической обработки материалов. [c.738]

Для критериев (чисел) подобия принята спец. система обозначений в виде двух первых букв, как правило, фамилий ученых, внесших значит, вклад в данную область знания, и соответствующих наименований. Каждый из критериев подобия имеет определенный физ. смысл как ветшчин , пропорциональная соотношению однотипных физ. величин. Сводка наиб, распространенных в хим. технологии критериев (чисел) подобия и входящих в них величин представлена в таблицах (см. также, напр.. Гидромеханические процессы. Макрокинетика, Массообмен, Теплообмен). [c.596]

В практике в большинстве случаев тепло передается жидкости от твердой поверхности, с которой соприкасается жидкость, и пар образуется в виде пузырей, которые возникают и растут на греющей поверхности, затем, достиг. ув определенного размера, отделяются и поднимаются через жидкость. Этот ВИД испарения называется кипением. Оно и будет рассмотрено в этом разделе. Сложная природа процесса кипения долгое время ограничивала наши знания только сбором опытных данных. Однако недавно в этой области был сделан значительный прогресс путем тщательного экспериментального изучения и путем развития моделей, которые значительно упрощают действительный процесс, благодаря чему можно применить анализ размерностей и аналитичеокие методы. Можно ожидать, что в недалеком будущем теплообмен при кипении часто можно будет предсказывать путем анализа точно так же, как другие виды теплообмена, обсуждавшиеся в предыдущих разделах. [c.418]

Контактные аппараты поверхностного контак-т а применяются реже, чем аппараты с фильтрующим или взвешенным слоем катализатора. При поверхностном контакте активная поверхность катализатора невелика. Поэтому aппaJ)aты такого типа целесообразно применять лишь для быстрых экзотермических реакций на высокоактивном катализаторе, обеспечивающем выход, близкий к теоретическому. При этих условиях в контактном аппарате не требуется размещать большие количества катализатора. Принципиальная схема контактного аппарата с катализатором в виде сеток показана на рис. 102. В корпусе аппарата горизонтально укреплены одна над другой несколько сеток (пакет сеток), изготовленных из активного для данной реакции металла или сплава. Подогрев газа до температуры зажигания производится главным образом в самом аппарате за счет теплоты излучения раскаленных сеток. Время соприкосновения газа с поверхностью сеток составляет тысячные — десятитысячные доли секунды. Такие аппараты просты по устройству и высокопроизводительны. Они применяются для окисления аммиака на платино-палладиево-родиевых сетках, для синтеза ацетона из изопропилового спирта на серебряных сетках, для конверсии метанола на медных или серебряных сетках и т. п. Эти же процессы с применением других менее активных, но более дешевых катализаторов проводят в аппаратах с фильтрующим или взвешенным слоем катализатора. В некоторых случаях, чтобы совместить катализ и нагрев газовой смеси, катализатор наносят на стенки теплообменных труб. [c.236]

Сложные теплообменные процессы в неподвижных фильтруемых слоях подробно рассматриваются в [47, 48]. Основная трудность здесь состоит во влиянии естественной конвекции газа (жидкости) внуфи полостей между соседними частицами. Интенсивность такой конвекции часто оказывается сравнимой с интенсивностью других видов переноса теплопроводностью газа и материала частиц, вынужденной конвекцией газа и возможным излучением поверхности частиц и газовых объемов между частицами при температурах выше 600 °С. [c.256]

В настоящее время известен ряд различных по конструкции аппаратов, предназначенных для проведения процессов неадиа-батическ ого противоточного массообмена. Для осуществления процессов абсорбции применяют ректификационную колонну, на тарелках которой размещают поверхности теплообмена, например в виде горизонтального змеевика. Последний, собранный с определенным.и зазорами между витками, может работать как провальная тарелка. Опыты, проведенные М. Э. Аэровым, Т. А. Быстровой, Е. П. Даровских и Л. Е. Сум-Шиком з показали, что при использовании воды в качестве теплоносителя коэффициент теплопередачи змеевиковой тарелки составляет в среднем 1390 вт - м - град- к. п. д. тарелок равен 0,6—0,8. Недостатком конструкции колонны с теплообменными тарелками являются малая поверхность теплопередачи в единице объема аппарата и сложность изготовления ввиду больщого числа соединений. [c.290]

В кипящем слое наблюдаются все виды теплообмен на конвективный теплообмен между частицами и сре дой, теплообмен излучением и теплообмен при соприкос новении (контакте) частиц друг с другом. При варьи ровании условий проведения процесса роль каждого из этих видов теплообмена различна. Так, лучистый теп лообмен становится заметным лишь при высоких темпе ратурах, а передача тепла за счет соприкосновения про исходит только при различной температуре частиц. Основная роль в суммарном процессе теплообмена принадлежит конвекции. [c.7]

Завершая краткий обзор методов определения коэффициентов теплоотдачи межу текучими теплоносителями и теплообменными поверхностями, следует отметить два обстоятельств а, Во-первых, существуют еще много видов конвективной теплоотдачи, расчетные соотношения для которых имеют структуру, аналогичную приведенным выше (теплообмен в змеевиках, теплоотдача от оребренных поверхностей, от наружных поверхностей пучков труб при сложном обтекании, от поверхностей пластинчатых теплообменных аппаратов, теплообмен поверхностей с потоками неньютоновских жидкостей, теплообмен при непосредственном соприкосновении несмешивающихся теплоносителей и т. п.) и приводятся в литературе по теплообмену. Во-вторых, определение коэффициентов теплоотдачи для соответствующих конкретных условий хоть и представляет собой одну из наиболее сложных и разнообразных задач анализа процессов теплообмена, но не является единственным этапом расчета. После вычисления значений а для конкретных видов взаимодействия теплоносителя с теплообенной поверхностью, как правило, проводится дальнейший расчет, имеющий целью определение величины необходимой поверхности теплообмена для передачи заданного количества теплоты (проектный вариант расчета). При известной величине теплообменной поверхности определяются конечные температуры теплоносителей (поверочный вариант расчета). Расходы обменивающихся теплотой теплоносителей и их теплофизические свойства обычно бывают предварительно известны. [c.264]

Для рассматриваемых процессов характерна высокая степень прямых массообменных КПД (физико-химических завершенностей), для верха доменной печи и шахтной печи металлизации соотвественно = 0,835 и = 0,870, однако физико-химичес-кие (массообменные) КПД находятся на сравнительно низком уровне используется только около трети химического потенциала восстановителей (Лп, 0,379 и л , = = 0,313). Это обьясняется в соответствии с формзшами (4.85) и (4.87) для л и достаточно неблагоприятными условиями термодинамического равновесия процессов восстановления, что приводит к большим химическим потерям с отходящими газами. Для увеличения эффективности необходимо ставить вопрос об использовании различных видов регенераций и, в частности, о необходимости применения химикохимической регенерации. Наглядно роль химико-химической и теплообменной регенерации продемонстрирована на рис. 4.9. Так, применение в процессе металлизации окатышей химико-химической регенерации (использование колошникового газа после обогащения в шахте печи со степенью регенерации Лр, = 0,67 [4.22, 4.23, 4.82]) позволяет поднять итоговую физико-химическую эффективность процесса в соответствии с формулой (4.66) до 0,523. В доменном процессе такая регенерация не используется, и итоговый физико-химический КПД л остается на уровне около одной трети. [c.314]

МПа при температуре 50-80 °С. Перед транспортированием или при переработке он всегда подвергается осушке. Это необходимо, т. к. наличие влаги препятствует нормальному протеканию низкотемпературных процессов ожижения ПГ или его разделения либо транспортированию газа по газопроводу. Водяной пар с парафиновыми углеводородами даже при положительных температурах образует твердые ледообразные компоненты-гидраты. При отрицательных температурах вода образует гидраты и кристаллизуется в виде обычного льда. Отложения гидратов и льда вызывают забивку рабочего пространства трубопроводов и нарушают работу теплообменных аппаратов и трубопроводов ожижителей ПГ и установок его разделения. [c.330]

Конвекция тепла — процесс переноса тепла из одной части пространства в другую газом или текущей жидкостью. Конвекция тепла обйчно сопровождается теплопроводностью. Такой совместный процесс конвекции тепла и теплопроводности называется конвективным теплообменом. Конвективный теплообмен между поверхностью твердого тела и потоком газа или жидкости называется конвективной теплопередачей. Оба вида переда- [c.35]

Уфимский филиал ВНИИнефтемаша работает над созданием методов оптимальной замены и унификации парка теплообменного оборудования на химических предприятиях. Разработаны программы расчетов для аппаратов, различающихся по видам теплообменного процесса РОКНО — для кожухотрубчатых аппаратов, в которых агрегатное состояние продуктов не изменяется, РОИК — для кожухотрубчатых испарителей и РОКК — для кожухотрубчатых конденсаторов. Расчеты реализуются на ЭЦВМ Минск-22 , при этом учитывают тепловые, гидравлические и экономические аспекты, определяют оптимальные схемы потоков, технологические обвязки секций аппаратов. [c.42]

В ползд1енном для выражении не учтено собственное излучение продуктов сгорания, находящихся между поверхностями теплообмена, В простейшем случае для изотермической среды при отсутствии взаимодействия излучения с турбулентным потоком плотность интегрального потока выражается аддитивной суммой величин и 6 S pT (где S p и 7 р соответственно, излучательная способность и средняя температура продуктов сгорания). Аддитивная сумма удовлетворительно отражает физическую суть теплообмена, однако для удобства аналитического описания процесса необходимо упростить вид зависимости для. При этом целесообразно прибегнуть к приведению реального процесса теплообмена к теплообмену в прозрачной среде ( 2 = I). [c.54]

В балансовых методах, базирующихся лишь на законах теплопередачи, учитывается гораздо большее количество параметров, чем в практических, а полученные результаты позволяют провести обобщение и анализ влияния учтенных факторов на скорость сушки материала. Вместе с тем балансовые расчеты весьма приближенны, не учитывают кинетики процесса сушки, рассматривают теплообмен в отрыве от массообмена. Такие важные для процесса сушки параметры, как толщина, пористость, вид материала, характеристики его свойств (в частности, формы связи влаги с ним), не входят в расчетные уравнения, хотя сущесгвзнио в. ияют на процесс сушки. [c.16]

Вид теплообменного процесса Технологическая среда Скорость среды, и/сек. или скорость процесса. кг/час-м2 Средняя темпера- тура среды, °С Коэффициент теплопередачи, р ккал7м -час. С [c.92]

Для анализа в общем виде система уравнений (6.9) — (6.11) оказывается слишком сложной. Однако можно получить решения для частных случаев. При адиабатическом процессе теплообмен с хладагентом отсутствует (К = 0) и, следовательно, с1Тх = 0. [c.113]

Этот факт и является причиной расположения линии выше линии к (см.рис.II.II). Если изучается теплообмен в двух трубах одного диаметра, но разной длины, то вновь нарушается подобие систем. Чем длиннее труба, тем выше конечная температура, тем меньше ц. При одинаковых скоростях течения жидкости правая часть уравнения (11.15) получит прйращение Лйе за счет [1, поэтому линия С пойдет под углом Т) > т Но так как в канале постоянной длины процесс стремится к изотермическому, то влияние ц с увеличением иг уменьшается, и линии 4 и С сближаются. При определенных скоростях [I становится постоянным, и опытные точки для двух труб располагаются на одной прямой. Из сказанного следует, что на вид эмпирической формулы влияет не /. и не как таковые, а несопоставимые значения вязкости. Поэтому нельзя вводить в формулу поправку в виде Цй. Можно исследовать процесс, близкий к изотермическому, при котором ц останется постоянной величиной, тогда при любых длинах канала опытные точки расположатся на одной линии. Вообще установившаяся методика исследования в принципе неправильна. Она не отражает физический процесс теплообмена, а полученные зависимости являются искусственными. Неоднократно предпринимались попытки обобщить опытные данные и представйть их в виде одной формулы. Эти попытки бесполезны потому, что разброс линий на рис.П.12 является следствием неправильной методики исследования. [c.41]

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]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология