Интенсификация теплообмена

Рассмотрим интенсификацию теплообмена при фазовых превращениях теплоносителя в процессах кипения и конденсации. Основными возможными путями в этом случае являются следующие воздействие на кипящую жидкость или конденсирующийся теплоноситель и на теплопередающую поверхность. [c.157]

На фиг. 90—92 представлены конструкции трубчатых систем, встроенных в цилиндрический корпус с конусообразным или выгнутым днищем. Интенсификация теплообмена достигается с помощью механической мешалки или организацией барботажа перегретого водяного пара. Для последней цели в аппарате предусмотрено устройство барботажной трубки с отверстиями (фиг. 92). [c.195]

Выбор мешалок и их характеристика. Аппараты с перемешивающими устройствами применяют для самых различных процессов. Однако, несмотря на разнообразие технологических целей, для которых применяется перемешивание, большинство из них сводится к улучшению тепло- и массообмена, получению равномерных смесей нескольких жидкостей, жидкости и твердого тела, жидкости и газа. Основная задача перемешивания — равномерное распределение вещества или температуры в перемешиваемом объеме. Иногда перемешивание служит для эмульгирования одной жидкости в другой или диспергирования твердой фазы, а иногда для создания высоких скоростей среды около теплообменных поверхностей с целью интенсификации теплообмена. [c.226]

Перемешивание, растворение жидкостей малой вязкости, взвешивание твердого вещества, интенсификация теплообмена [c.227]

Перемешивание вязких и тяжелых жидкостей, интенсификация теплообмена, предотвращение выпадения осадка на стенках и днище, суспендирование в вязких средах w = 0,5-4-4 м/с при [I с С 10 Па -с [c.241]

Взвешивание твердых (с массовым содержанием до 50 %) н волокнистых частиц взмучивание шламов эмульгирование жидкостей интенсификация теплообмена ш=3,8 16 м/с при х < 0,1 Па - с ю = = 3,8 ч- 10 м/с при 1 1 = 0,1- 4 Па-с [c.242]

Если доля обрыва цепей на поверхности пренебрежимо мала или если поверхность благоприятствует протеканию процесса в нужном направлении (инициирует радикалы, разлагает побочные нестабильные промежуточные продукты и т. п.), то здесь интенсификация теплоотвода и оптимизация реакции достигается максимальным усилением перемешивания и особых проблем не возникает. Иначе обстоит дело при вредном влиянии поверхности за счет обрыва цепей или разложения активных промежуточных продуктов. Тогда направления интенсификации теплообмена и повышения скорости и (или) селективности реакции противоположны. Эту противоположность нельзя обычно устранить каким-либо покрытием поверхности, поскольку, как правило, неактивные в химическом плане поверхности (фосфорные, борные или силикатные эмали) мало теплопроводны. Кроме того, часто вообще не удается подобрать инертное покрытие. В таком случае задачу надо решать расчетом, подбирая решение, оптимальное в химическом или экономическом смысле. Основой такого решения будет математическая модель реактора, представляющая собой систему кинетических уравнений вида (2.5), дополненную уравнениями гибели радикалов на стенке и (или) разложения на стенке кинетических промежуточных продуктов реакции. Без уточнения механизма реакции такую систему с учетом принципа Боденштейна для проточных аппаратов полного смешения (более частый [c.103]

Авторское свидетельство СССР №1335796. Противоточный пластинчатый теплообменник. Цель изобретения - интенсификация теплообмена и повышение надежности. Это достигается тем, что нажимная плита теплообменника снабжена втулками, каждая из которых содержит размещенную внутри пружину с ограничительным стопорным кольцом, взаимодействующую через прокладку с соответствующим винтовым упором каркаса. Кроме того, листы по обе стороны снабжены параллельными ребрами, а переходные участки каналов - решетчатыми опо-рами-турбулизаторами /19/. [c.34]

Авторское свидетельство СССР №1101657. Цель изобретения - интенсификация теплообмена и снижение гидравлического сопротивления. Это достигается тем, что в пластинчатом теплообменнике, содержащем пакет в виде попарно собранных гофрированных пластин и размещенных между смежными парами пористых пластинчатых вставок, имеющих длину, большую длины пластин, и участки вставок, выходящие обоими концами за пределы пластин, соединенные между собою в шахматном порядке посредством крышек, последние выполнены с отверстиями, имеющими суммарное проходное сечение в каждой из промежуточных и двух крайних крышках вместе, не превышающее произведения удвоенной площади пластинчатой вставки на ее пористость /20/. [c.34]

В научно-исследовательских работах и литературе по теплопередаче основное внимание уделяется вопросам ин-тё сификации теплообмена. Безусловно, интенсивность теплообмена является важной количественной характеристикой теплообменных аппаратов и ее увеличение снижает необходимую площадь поверхности теплообмена. Однако, как правило, интенсификация теплообмена приводит к возрастанию гидравлического сопротивления теплообменника, т. е. увеличению затрат мощности на циркуляцию теплоносителей. Поэтому сравнение интенсивности теплопередачи различных вариантов поверхности является обоснованным лишь при одинаковой затрате мощности на циркуляцию теплоносителей, что не всегда учитывается. [c.3]

В [12] сравнение поверхностей проведено графически при известных зависимостях критерия Стантона 51 и коэффициента трения 5 от критерия Рейнольдса Ке. Используя несколько значений Не, можно построить зависимость коэффициентов Кк, Кд, Кг от Не для выявления областей, где применение исследуемой поверхности является перспективным. Данная методика была использована в [13] при оценке эффективности перфорированной насадки, реализующей идею интенсификации теплообмена путем создания в потоке профиля давления. [c.13]

Методы теплоэнергетического сравнения конвективных поверхностей нагрева позволяют выбрать наиболее эффективный способ интенсификации теплообмена для различных конструкций теплообменных аппаратов и оценить эффективность создаваемых новых форм поверхностей теплообмена. Вместе с тем наиболее полная оценка эффективности создаваемого теплообменного аппарата должна дополнительно учитывать массовые, объемные и стоимостные характеристики, показатели технологичности и степени унификации узлов и деталей, эксплуатационные показатели. В комплексе эти вопросы решаются при оптимизации теплообменных аппаратов. [c.337]

Из (2.24) следует, что энергетический коэффициент обратно пропорционален плотности теплового потока в степени (b —1). Например, для продольного обтекания каналов и развитого турбулентного режима течения потоков с п, = 0,8 и а,-= 0,2 эта степень равна 2,5, Таким образом, интенсификация теплообмена путем увеличения величины q (изменяя Rei потоков) для поверхности заданной геометрии приводит к существенному уменьщению энергетического коэффициента. [c.31]

Основное сопротивление теплообмену при однофазном теплоносителе сосредоточено в пограничном слое. Поэтому для интенсификации теплообмена необходимо так воздействовать на пограничный слой, чтобы он оказался возможно более тонким или полностью разрушенным. [c.154]

Анализ методов пассивной интенсификации конвективного теплообмена при вынужденном движении турбулентных потоков показывает, что основной источник интенсификации теплообмена в турбулентных потоках - повышение степени турбулентности за счет отрывных явлений, вихревых структур и закрутки потока, многократного изменения направления движения и перестройки профиля скорости, а также при введении в поток различных турбулизирующих элементов. [c.336]

Расчет по некоторым формулам для шероховатых труб, требующих знания специальных геометрических характеристик шероховатости, дает еще более отличающийся от эксперимента результат. Это связано с отсутствием шероховатостей на гладкой поверхности гофрированных пластин, которые вносили бы дополнительный эффект интенсификации теплообмена. [c.360]

Для интенсификации теплообмена в аппаратах воздушного охлаждения применяют трубы с наружным спиральным оре-брением. В условиях жаркого климата для улучшения коэффициента теплоотдачи воздух перед входом в трубные пучки нуж-. но увлажнять. [c.119]

Применение вспомогательных вентиляторов является подчас единственной возможностью для преодоления повышенного сопротивления теплообменных секций особенно, когда оно обусловлено неустранимыми дефектами, например деформацией труб. Вентиляторы можно применять и для местного наддува поверхностей, что бывает необходимо для интенсификации теплообмена в отдельных зонах, где повышение скорости воздуха наиболее эффективно. [c.97]

Сравнивая (7.86) с (7.72) убеждаемся, что в подкоренное выражение введено дополнительное слагаемое, учитывающее интенсификацию теплообмена паровой фазой (акв) - [c.249]

Введение одного нз этих ограничений при использовании критерия Р является обязательным. Прп проектировании теплообменника (по крайней мере конвективного) основное противоречие заключается в том, что сокращение площади поверхности теплопередачи достигается за счет интенсификации теплообмена, на которую расходуется энергия в виде затрат мощности на преодоление гидравлических сопротивлений. Смысл оптимизации состоит в том, чтобы получить достаточно интенсивный процесс теплообмена при рациональных затратах мощности. [c.294]

Сравнение эффективности конвективных теплообменных аппаратов различной конструкции показало, что особое место среди них занимают пластинчатые теплообменные аппараты (ПТА), изготавливаемые методом холодной штамповки из тонкого листового металла. Интенсификация теплообмена в них происходит за счет высокой степени искусственной турбулизации потока, движущегося тонкими слоями в узких межпластин-ных каналах сложной геометрической формы при многократном изменении направления движения. [c.337]

В ряде случаев, например, коэффициент теплопередачи может определяться по существу одним термическим сопротивлением загрязнений. При этом увеличение скорости потока практически не приведет к интенсификации теплообмена, а лишь увеличит затраты энергии на прокачку теплоносителей. В то же время следует помнить, что чем выше скорости потоков в теплообменнике, тем меньше отложений накапливается на теплопередающей поверхности. [c.339]

Рамные и якорные мешалки рационально применять для перемешивания вязких и тяжелых жидкостей, интенсификации теплообмена, предотвращения выпадания осадка на стенках и днище, суспендирования в вязких средах и при значительных концентрациях твердой фазы. Вязкость среды может достигать 100 П, а прн использовании аппаратов с емкостью <1 м до 400 П. В частности, в большинстве реакторов-выщелачивателей применяют якорные мешалки. [c.194]

Растворение жидкостей малой вязкости взвешивание твердых частиц в жидкой среде растворение кристаллических веществ интенсификация теплообмена [c.526]

Перемещивание вязких и тяжелых жидкостей интенсификация теплообмена предотвращение выпадения осадков на стенках и днище взвешивание твердых частиц в вязких средах [c.526]

Растворение и эмульгирование жидкостей (в том числе существенно различающихся по плотности) взвешивание кристаллических и аморфных твердых частиц при их концентрации до 80% взвешивание волокнистых частиц при их концентрации до 5% интенсификация теплообмена перемешивание при растворении газа в жидкости и при экстракции [c.528]

Активные методы. 1. Интенсификация теплообмена е помощью механических средств включает в себя перемешивание жидкости при помощи механических устройств или вращения поверхности. Очистка поверхности, широко используемая в промышленных химических процессах для порционной обработки вязких жидкостей, применяется и при течении таких разных текучих сред, как высоковязкие пластики и воздух. Показано, что оснастка теплообменника вращающимися трубами приносит ощутимый коммерческий эффект. [c.322]

По Др,- или Ni нельзя однозначно судить о преимуществе одной поверхности перед другой. Действительно, пусть рассматриваются в качестве заданной поверхности трубный пучок, а в качестве исследуемой — сребренные трубы. При одной и той же геометрии внутреннего капала использование условий Apa = idem автоматически означает равенство сопряженных чисел Нев/ внутренних потоков. При продольном обтекании отношение чисел Re потоков для поверхности остается постоянным, поэтому сопряженные числа Ren/ внешних теплоносителей будут также равны. Для одних и тех же чисел Рейнольдса потоков интенсификация теплообмена приводит к увеличению коэффициента теплопередачи и возрастанию потерь давления со стороны внешнего потока, т. е. значения tiq и г увеличиваются. В этом случае невозмоя--но ответи7ь на вопрос, какая из поверхностей лучше. [c.26]

В гл. 5 были рассмотрены поверхности, для которых коэффициенты пропорциональности С,- и Сф,- в уравнениях теплоотдачи и сопротивления являются функциями лишь геометрических характеристик каналов. Однако иногда Сз,- и Сф, оказываются функциями скоростей потоков и их теплофизических свойств, что существенно усложняет задачу сопоставления. Примером таких поверхностей могут служить каналы с искусственной и естественной шероховатостью. При этом использование шероховатых поверхностей рассматривается как один из способов интенсификации теплообмена. Выбор наиболее рационального вида шероховатости может быть проведен на основе рассмотренных выше критериев сопоставления, например по эффективности теплообмена. Для поверхностей с искусственной шероховатостью подобный анализ для односто-88 [c.88]

В монографии [18] рассмотрено влияние колебательного движения среды на тепломассообмен при вынужденном движении среды. В. М. Бузник систематизировал вопросы интенсификации теплообмена, он приводит приближенные теоретические решения задачи [19]. Обобщения методов экспериментального и теоретического анализа теплообмена и гидродинамики в колеблющихся потоках выполнено Б. М. Галицейским, Ю. А. Рыжовым и Е. В. Якушем [20]. Моделирование и оптимизация тепловых процессов при их интенсификации рассмотрены И. М. Федоткиным [21]. [c.155]

Увеличение теплосъема на единицу площади теплообменного оборудования кожухотрубчатого типа обычно сопровождается экстенсивным ростом поверхности теплообмена, размеров, массы и его стоимости. Поэтому необходимы более эффективные методы интенсификации теплообмена, принципиально новые рещения в области конструирования, технологии изготовления и организации производства теплообменных аппаратов. [c.335]

Принципиальное отличие ПТА от фубчатых и других консфукций заключается в применении в качестве поверхности теплообмена не фадиционных фуб, а гофрированных пластин, изготовленных методом холодной штамповки из тонкого (5 = = 0,6-1,2 мм) листового металла. В сборе гофрированные пластины образуют каналы сложной геомефической формы, которые способствуют искусственной турбулизации потоков теплоносителей и обеспечивают интенсификацию теплообмена, а наличие многочисленных точек контакта между вершинами гофр пластин повышает геомефическую прочность таких каналов. [c.346]

Реакторы вытеснения. Наиболее распространенными являются трубчатые реакторы. Ввиду того, что жидкофазные процессы проводятся, как правило, с малыми объемными скоростями, в обычных трубчатых реакторах вследствие низкой линейной скорости жидкости не достигается хорошая теплоотдача от смеси к стенке трубки. С целью интенсификации теплообмена используют реакторы типа труба в трубе , составленные из нескольких последовательных секций, причем в каждой секции создается многократная циркуляция жидкости с помощью специального насоса (рис. 3.2). Такой аппарат работает подобно каскаду реакторов идеального смешения. При наличии нескольких последовательн] х текций его эффективность приближается к эффективности реактора идеального вытеснения. [c.122]

Величина площади теплопередающей поверхности является характеристикой, учитываюигей лишь одну сторону этого противоречия (интенсификацию теплообмена с ростом скорости). Поэтому при оптимизации по такому критерию только наложение ограничений по гидравлическим сопротивлениям пли скоростям теплоносителей может избавить от больших энергетических затрат. [c.294]

Пропеллерные мешалки применяют для перемешивания жидкостей с вязкостью до 40 П. Основной элемент таких мешалок — пропеллер с = 0,25—0,35Да. Окружная скорость вращения достигает 10—20 м/с при угловой скорости до 1000 об/мин. Пропеллер устанавливают на высоте к — ём от дна аппарата. Общая рациональная высота жидкости составляет 4—5 м- При большей высоте на одном валу крепят два или более пропеллера. Пропеллерные мешалки рационально применять для растворения жидкостей, взвешивания твердых частиц при их массовом содержании в жидкости до 50%, взмучивания шламов с частицами размером до 100 мкм и содержанием твердой фазы до 10%, а также интенсификации теплообмена. Во избежание образования застойных зон пропеллерные мешалки не следует устанавливать в аппаратах с плоским днищем. [c.195]

Растворение и эмульгирование жидкостей взвешнвание твердых частиц при их концентрации до 50% взмучивание шламов при концентрации твердых частиц до 10% и размере до 0,1 мм перемешивание волокнистых материалов выравнивание температуры интенсификация теплообмена [c.529]

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]

Довольно полное описание конленсации чистого пара и паровых смесей содержится б разд. 2.6. Кроме того, в этом разделе обсуждаются 1 -пельная конденсация, образование туманов, а также способы интенсификации теплообмена. [c.69]