Пути интенсификации теплопередачи

В печах с температурой ниже 1000°, когда нельзя процесс горения осуществлять в рабочем пространстве (термические печи), аналогичный эффект достигается путем интенсификации теплопередачи конвекцией за счет применения вентилятора для рециркуляции газов. Работа таких печей будет происходить по смешанному радиационно-конвективному режиму [c.295]

Сократить теплопередающую поверхность при одновременном уменьшении потерь от внешней необратимости (уменьшении 6) можно только за счет интенсификации процесса теплопередачи в аппаратах. Увеличить компактность и снизить вес аппарата при заданных перепадах температур можно как путем интенсификации теплопередачи, так и путем более совершенных конструктивных решений. [c.8]

ПУТИ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ [c.46]

Пути интенсификации технологических процессов определяются при анализе общих уравнений массо- и теплопередачи 185] [c.9]

Если значения частных термических сопротивлений различны, то для интенсификации теплопередачи следует уменьшать наибольшее из них. При этом достигаемый эффект тем больше, чем значительнее это сопротивление превышает другие. Так, например, если определяющим является термическое сопротивление слоя загрязнений на стенке аппарата, то увеличить теплопередачу можно путем уменьшения толщины слоя за счет, например, периодической очистки поверхности нагрева. [c.298]

Интенсификация теплопередачи конвекцией осуществляется либо за счет применения внешних воздействий (барботаж, электромагнитное перемешивание), либо путем организации нагрева жидкости или газа таким образом, чтобы вызвать интенсивную естественную конвекцию, для которой коэффициент теплообмена обозначим через ав.к. [c.266]

Уже иа первых стадиях поиска путей интенсификации процесса массопередачи, было очевидно, что вследствие аналогии процессов теплопередачи и массопередачи решение поставленной задачи заключается в форсировании гидродинамического режима химического процесса. Для интенсификации процесса теплопередачи уже давно является общепризнанным путь форсирования гидродинамического режима. Теплопередача является функцией от числа Ке в степени 0,8. Аналогичную зависимость предстояло найти и для массопередачи. [c.120]

Из рассмотренных в предыдущих разделах и главах общих закономерностей теплопередачи и их особенностей применительно к вулканизации резиновых изделий можно сформулировать основные пути интенсификации тепловых режимов этого процесса. По характеру факторы интенсификации можно разделить на три основные группы 1) теплотехнические 2) рецептурные 3) конструктивные. [c.332]

В последнее десятилетие во ВНИИГазе был выполнен комплекс исследований по изысканию новых путей интенсификации теплоотдачи, обеспечивающих резкое повышение теплопередачи при минимальных дополнительных энергетических затратах. Выполненные исследования позволили создать основу для конструирования вихревых динамических теплообменников, определить необходимые конструктивные параметры, поверхности и требуемые мощности, а также наметить рациональные области их применения в нефтяной и газовой промышленности. На основе результатов стендовых исследований получены критериальные уравнения для инженерного расчета таких теплообменников. Выявленные при стендовых испытаниях расчетные зависимости подтверждены опытно-промышленными испытаниями вихревых динамических теплообменников типов жидкость—жидкость , газ—газ и газ—жидкость . [c.5]

Как следует из формулы (13), для достижения максимального эффекта интенсификации необходимо, чтобы Egg стремилась к бесконечности, что можно достичь только при полном разрушении пограничного слоя. Это — единственный путь решения проблемы интенсификации теплопередачи, так как простое увеличение скорости турбулентного ядра потока без изменения структуры пограничного слоя практически ничего, кроме значительного увеличения энергозатрат, не дает. [c.42]

Из (21.26) видно, что от значения коэффициента теплопередачи существенно зависит площадь поверхности теплообмена. Чем больше к, тем (при одном и том же среднем температурном напоре) меньше Р. Уменьшая термические сопротивления процессу теплопередачи, можно уменьшить Р, т.е. сократить габаритные размеры теплообменника. Поскольку с увеличением скорости течения теплоносителя коэффициент теплоотдачи возрастает, уменьшение площади проходного сечения теплообменника (при заданном расходе) способствует увеличению значения к. Однако всегда надо иметь в виду, что с увеличением скорости возрастает (причем более резко) гидравлическое сопротивление и увеличиваются затраты мощности на прокачку теплоносителя (см. 21.5). Увеличить коэффициент теплоотдачи можно искусственным путем с помощью методов интенсификации [12], используя специально изготовленные трубы с шероховатостью или иной поверхностью, применяя закрутку потока и т.п. Задачи, связанные с интенсификацией теплопередачи и выбором оптимальной скорости течения теплоносителя в теплообменном аппарате, решаются путем анализа результатов технико-экономических расчетов. [c.519]

В некоторых случаях коэффициент теплопередачи может определяться в первую очередь термическим сопротивлением загрязнения на стенке. При большом загрязнении увеличение скорости теплоносителя практически не приводит к существенной интенсификации теплопереноса, однако увеличивает затраты энергии на прокачивание теплоносителей через аппарат. В то же время нужно помнить, что чем выше скорости теплоносителей, тем медленнее происходит отложение накипи и загрязнений на поверхности теплопередающих стенок теплообменников. Таким образом, задача выбора рациональных скоростей теплоносителей может быть решена только путем проведения оптимизационного расчета, на основе сопоставления значительного числа вариантов. [c.356]

Интенсификация путем увеличения скорости циркулирующих газов при внутреннем нагреве позволяет увеличить конвективную теплопередачу и ускорить вынос продуктов пиролиза из зоны реакции. Но возможности такой интенсификации очень невелики, так как сопротивление возрастает пропорционально квадрату скорости газов и резкое увеличение расхода электроэнергии не позволяет вести процесс при больших скоростях. [c.63]

Интересным способом интенсификации теплообмена является создание пульсаций потока жидкости путем наложения на поток периодического возвратно-поступательного движения с помощью поршневого или пневматического пульсатора. Частота пульсаций составляет от одной десятой до нескольких десятков герц. Наложение пульсационного движения на основной поток увеличивает поперечную пульсационную составляющую скорости движения жидкости, что обеспечивает повышение коэффициентов теплоотдачи, Одновременно возрастают градиенты скорости вблизи стенки, причем они изменяются во времени. Это благоприятствует уменьшению отложений на поверхности теплообмена. При испытании многоходового теплообменника поверхностью 60 после 72 суток непрерывной работы при использовании пульсационного устройства толщина слоя накипи была в 13 раз меньше, а коэффициент теплопередачи в 2,5 раза выше, чем без такого устройства. [c.366]

Уменьшение диаметра труб приводит к повышению коэффициента теплоотдачи, который для ламинарного потока обратно пропорционален сй Г, а для турбулентного — йЦ. В кожухотрубных испарителях переход с йа = 50 мм на вн = 20 мм привел к повышению коэффициента теплоотдачи для ламинарного потока на 35 %, а для турбулентного — на, 20 %. Намечается дальнейшее снижение диаметра труб, которое ограничено уменьшением их механической прочности и возрастанием опасности засорения. Возможности интенсификации теплообмена этим путем невелики. Так, при снижении диаметра гладкой трубы с 20 до 15 мм коэффициент теплоотдачи увеличивается на 6—10 %, а коэффициент теплопередачи — примерно на 3—5 %. Однако снижение диаметра труб увеличивает компактность аппарата. [c.100]

В практике работы шиноремонтных заводов может возникнуть необходимость интенсификации режимов и улучшения тепловых условий вулканизации. Эта задача должна решаться или путем повышения температуры теплоносителей (что не всегда возможно или целесообразно), или улучшением условий теплопередачи. [c.191]

В большинстве статей описывается исследование тепло- и мас-сообмена с использованием новых методов их интенсификации. Часть работ посвящена вопросу усовершенствования процесса в] парки."В них описаны исследование нагрева воды погружными горелками с повышенными скоростями ее циркуляции, изучение гидродинамики ламинарного течения тонкой пленки конденсата по вертикальной профилированной трубе. Авторами работ получены локальные коэффициенты теплоотдачи для кипятильных трубок при различных условиях нх работы, опытным путем определены коэффициенты теплопередачи от водяного пара к жидкому парафину. [c.3]

Основной способ интенсификации процесса теплопередачи в конденсаторе и холодильнике газа дестилляции — борьба с загрязнением трубок. Увеличение скорости газового потока путем установки специальных приспособлений, удлиняющих путь газа, не приносит пользы, так как линейная скорость конденсирующейся парогазовой смеси мало влияет на величину коэффициента теплопередачи, а продукты коррозии направляющих колосников забивают межтрубное пространство и ухудшают процесс теплопередачи. [c.248]

Применение ребер —весьма эффективный способ интенсификации теплообмена, так как ребра не только турбулизируют поток, но и увеличивают поверхность теплопередачи. Развитие методов сварки, разработка технологии накатки и вытяжки непрерывных ребер позволили изготовлять оребренную поверхность любой конфигурации. Форма дополнительной теплообменной поверхности, выполняющей роль оребрения пластин, разграничивающих теплоносители, может быть самой различной (треугольная, прямоугольная и др.). Для интенсификации теплоотдачи путем турбулизации потока используют ребра разрезные (жалюзные) короткие пластинчатые, смещенные друг относительно друга непрерывные спиральные одно- и многозаходные. [c.13]

Цель настоящей статьи — обратить внимание химиков на те пути и способы, которые позволяют достичь возможно большей интенсивности технологических процессов, основанных на взаимодействии жидкостей с газами,—процессов массопередачи (абсорбции, десорбции) и теплопередачи при непосредственном соприкосновении фаз. Анализ возможных средств и выбор наиболее эффективных методов интенсификации таких процессов особенно полезен потому, что эти процессы являются основой очень многих и важных химических производств, таких, например, как производства серной и азотной кислот, соды, аммиака, спиртов и многих других продуктов. [c.101]

Интенсификация работы кожухотрубчатых теплообменников связана главным образом с выравниванием термических сопротивлений на противоположных сторонах теплообменной поверхности. Этого достигают увеличением либо поверхности теплообмена Р, например оребрением ее со стороны теплоносителя с меньшим коэффициентом теплоотдачи р, либо увеличением коэффициента теплоотдачи путем рационального подбора гидродинамики теплоносителя. Последнее должно приводить к выравниванию скоростей и температур по сечению потока теплоносителя и, следовательно, к уменьшению термического сопротивления его пограничного слоя. Результаты исследований показывают, что именно сопротивление пограничного слоя является главным фактором, снижающим интенсивность теплопередачи. Рассмотрим два случая теплопередачи, когда термическое сопротивление определяется 1) межтрубным пространством 2) трубным пространством. [c.149]

Интенсификация процесса обжига. Процесс горения различных видов топлива в печах можно интенсифицировать путем использования для дутья воздуха, обогащенного кислородом. При повышенной концентрации кислорода увеличивается пиротехнический эффект сжигания топлива, что приводит к возрастанию температуры газового потока во вращающейся печи, интенсификации процесса теплопередачи и, следовательно, к повышению [c.375]

Устранить недостатки, вызываемые применением крышек, и улучшить теплообмен можно увеличением поверхности теплопередачи. Проведены исследовательские работы по интенсификации процесса замораживания в воздухе путем создания хорошего контакта продукта с развитой металлической поверхностью (применение металлических форм с оребренными крышкой и дном). Эффективность этого метода иллюстрируется рис. 103. [c.183]

Длительные полупромшшенные испытания подтвердили возможность осуществления конверсии в крупном аппарате с высоким кипящим слоем и организующей насадкой при достаточной надежности процесса в широком диапазоне технологических параметров. При этом показана возможность значительной интенсификации теплопередачи в слое и процесса конверсии в целом. Испытания выявили новые интересные пути использования данного метода, основанные на относительной индифферентности кипящего слоя к сажеобразованип (а, возможно, и меньшей склонности к образованию сажи при кипении). В связи с этим перспективньни представляются разработки процессов в кипящем слое с целью получения восстановительных атмосфер (при низких соотношениях пар газ), а также конверсии жидких углеводородов.Анализ известных работ, а так же работы, проведенные нами по созданию катализатора конверсии в кипящем слое, дают основание считать создание катализатора, сочетающего достаточно малую истираемость и высокую активность, реально выполнимой задачей. [c.133]

Если при нагреве тонкого тела перепад температур АГ" по его толщине изменяется во времени незначительно, то при нагреве массивных тел величина АТ" может изменяться в широких пределах, достигая величин, не допустимых с точки зрения качества нагрева. Поэтому величина удельной поверхности нагрева играет при нагреве тонких тел иную роль, чем при нагреве массивных. В первом случае ее главная роль заключается в увеличении теплоотдачи на поверхность изделия, во втором — в интенсификации теплопередачи внутри изделия. Иными словами, в первом случае она интенсифицирует определяющий процесс, во втором —- определяемый процесс. В первом случае увеличение удельной поверхности нагрева можно заменить воздействием других факторов, например увеличением оАГср, во втором случае единственный путь интенсификации нагрева — это максимально возмолсное увеличение удельной поверхности нагрева. Это следует из того, что к для данного материала есть величина постоянная, а увеличениеДГср по технологическим причинам возможно в ограниченных пределах. Указанное имеет принципиальное значение при расчете и конструировании печей. [c.29]

Анализ данных, на основании которых сокращены остальные 25 ч цикла, показал, что 15 ч сэкономлены в результате интенсификации теплопередачи путем увеличения поверхности теплообмена. Возможны два варианта решения этой задачи установка дополнительных внутренних теплообменников (змеевики, стаканы, трубки Фильда) или выносного теплообменника, через который реакционная масса прокачивается насосом. Остальные 10 ч сэкономлены благодаря интенсификации химической реакции путем применения ступенчатого подогрева. [c.141]

Опыт перевода производства хлорбензола на непрерывный способ показал, что наибольший эффект может быть лолучен только в том случае, когда этот переход сочетается с интенсификацией процесса. В производстве хлорбензола инт1енсификация была достигнута путем замены теплопередачи через стенку в хлораторе—отводом тепла кипящим бензолом во всем объеме хлоратора. [c.8]

Температурный режим кислородной зоны горения резко отличается от случая горения топлива в слое. По мере расходования кислорода на горение топлива температура газов вначале повышается, затем, достигнув максимума, начинает понижаться. Снижение температуры газов связано с интенсивным расходом тепла на обжиг СаСОз. Расход тепла превышает его выделение. Отсюда вытекает весьма важное следствие в шахтных печах лимитирующей стадией процесса является не теплопередача и кинетика термической диссоциации карбоната кальция, а процесс горения топлива. Таким образом, интенсификация работы печи должна идти по пути интенсификации сжигания топлива. [c.52]

Другим распространенным типом теплообменных аппаратов, особенно для загрязненных и вязких продуктов, является теплообменник типа труба в трубе (рис. 54). Оба конца наружных труб ввальцованы в трубные решетки. Один конец внутренних труб также ввальцован в решетку, а другой соединен калачами. Диаметр труб может достигать 150 мм. Для интенсификации теплопередачи (путем увеличения поверхности) применяют стальные трубки с накатанными ребрами (рис. 55). Благодаря им коэффициент теплопередачи увеличивается на 50—80%. [c.92]

При передаче теплоты через цилиндрическую стенку термические сопротивления 1/01 1 и 1/02 2 определяются не только значениями коэффициентов теплоотдачи, но и размерами самих поверхностей. При передаче тепла через шаровую стенку влияние диаметров 1 и <1г оказывается еще сильнее, что видно из соотношений laiiPi и 1/аай . Отсюда следует, что еслн а мало, то термическое сопротив-пение теплоотдачи можно уменьшить путем увеличения соответствующей поверхности. Такой же результат можно получить и для плоской стенки, если одну из поверхностей увеличить путем оребрения. Последнее обстоятельство и положено в основу интенсификации теплопередачи за счет оребрения. При этом термические сопротивления станут пропорциональными величинам [c.48]

Интенсификация процессов массо- и теплообмена между двумя соприкасающимися фазами, а также пылеулавливания — макромаосопередачи, — закономерности которой аналогичны закономерностям молекулярной массопередачи, может быть достигнута [1] не только за счет подбора наиболее рациональных физико-химических условий, но иногда в значительно боль-щей мере путем создания благоприятной гидродинамической обстановки. Скорость гетерогенных процеосов массо- и теплопередачи, характеризующихся диффузионной кинетикой, определяется гидродинамическими условиями взаимодействия фаз, развитием межфазной поверхности контакта, заБисящими от конструкции применяемого аппарата. Главными, факторами, определяющими эффективность аппарата, являются производительность единицы объема, т. е. интенсивность его работы, и удельный расход энергии на перемещение жидкости и газа и на создание межфазной поверхности. Затрата энергии зависит в первую очередь от гидравлического сопротивления аппарата, т. е. от его конструкции и гидродинамического режима. Последний наряду с физико-химическим режимом определяет и интенсивность процесса взаимодействия фаз. Другими средствами интенсификации являются уменьшение диффузионных или термических сопротивлений у границы раздела фаз и непрерывное обновление контакта фаз. [c.10]

Ионы кальция и магния относятся к основным примесям речных вод, и именно эти примеси во многом определяют технологическую ценность воды, методы водообработкн и возможности использования воды для отдельных отраслей технологии. Определяющее значение для качества воды ионов кальция и магния связано с их способностью к образованию труднорастворимых соединений. При использовании речных вод в качестве растворителя, транспортного средства, теплоагента происходит осаждение труднорастворимых соединений кальция и магния на поверхности технологических аппаратов или коммуникаций в виде прочных инкрустаций. Это приводит не только к снижению технологических и экономических показателей реального процесса (повышению гидравлического сопротивления в системе, снижению коэффициентов теплопередачи через инкрустированную поверхность, местным перегревам), но и к интенсификации коррозии металлической поверхности аппаратов и трубопроводов. Поэтому одной из основных задач подготовки воды является снижение содержания кальция и магния путем перевода их в труднорастворимые соединения (а часто и их полное удаление). [c.37]

Интенсификация процесса горения топлива. Процесс горения различных видов топлива в печах можно интенсифицирсшать путем использования для дутья воздуха, обогащенного кислородом. При повышенной концентрации кислорода увеличивается пиротехнический эффект сжигания топлива, что приводит к возрастанию температуры газового потока во вращающейся печи, интенсификации процесса теплопередачи и вследствие этого к повышению производительности печи и снижению удельного расхода тепла. Оптимальная концентрация кислорода в воздухе, по данным Гипроцемента, составляет 30% при этом производительность вpaщaющeйtя печи увеличивается на 15%, а удельный расход тепла на обжиг клинкера уменьшается на 10%. Наряду с этим вследствие уменьшения количества и скорости газов в печи снижается и пылеунос. Однако при применении кислорода возрастает расход электроэнергии на его получение, чя о пока ограничивает распространение этого способа интенсификации процесса обжига клинкера. [c.305]

Кроме интенсификации теплообмена в воздухоохладителях путем учащения цикличности оттаивания инея, представляют интерес методы полного предотвращения появления слоя инея на теплопередающей поверхности. Было предложено покрывать поверхность воздухоохладителя гидрофобными материалами. В ОТИХПе такая работа была проведена с использованием кремнеорганического полимера КГ-1 [58]. Полностью предотвратить появление слоя инея не удалось. Однако коэффициент теплопередачи повысился в среднем на 25—30 %, а скорость роста аэродинамического сопротивления снизилась в 3—5 раз. Это позволило при одинаковых энергетических расходах увеличить продолжительность работы без оттаивания в 2—2,5 раза. [c.206]

Интенсивность процесса теплообмена характеризуется коэффициентом теплопередачи К. На интенсивность и эффективность влияют также форма поверхности теплообмена эквивалентный диаметр и компоновка каналов, обеспечивающие оптимальные скорости движения сред средний температурный напор наличие турбулизи-рующих элементов в каналах оребрение и т. д. Кроме конструктивных методов интенсификации процесса теплообмена существуют режимные методы, связанные с изменением гидродинамических параметров и режима течения жидкости у поверхности теплообмена. Режимные методы включают подвод колебаний к поверхности теплообмена, создание пульсаций потоков, вдувание газа в поток либо отсос рабочей среды через пористую стенку, наложение электрических или магнитных полей на поток, предотвращение загрязнений поверхности теплообмена путем сильной турбулизации потока и т. д. Описание конструкций теплообмепных аппаратов приведено в [2, 6]. [c.11]

Из уравнения (V.33) видно, что для интенсификации тепловых процессов следует увеличивать 1) движущую силу теплопередачи АТ путем плвышения температуры теплоносителя и применения про-тивоточного движения теплоносителя и нагреваемого материала [c.120]

Квазистаиионарный пульсационный поток является идеализированной моделью, которая не учитывает физических явлений, рассмотренных в начале настоящего раздела и связанных с турбулизацией пограничного слоя. Степень влияния этих явлений может быть оценена лишь экспериментальным путем. Авторы [5-21] проанализировали известные им экспериментальные данные и пришли к заключению, что дополнительная интенсификация теплоотдачи, обусловленная указанными явлениями, выражена сравнительно слабо и принципиально не меняет той оценки рассматриваемого метода интенсификации теплоотдачи, которая вытекает из рассмотрения модели квазистационарного пульсационного потока. В то же щремя отмечается возможность в отдельных частных случаях успешного применения тако1го способа улучшения теплопередачи, например, когда вопрос о энергозатратах на перемещение теплоносителя несуществен, а на первый план выдвигаются требования компактности, высоких те-плосъемов и малого веса теплообменного устройства. Некоторые дополнительные соображения о влиянии пульсаций на теплоотдачу приведены в работе Франке [5-28]. [c.232]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология