Теплообмен теплоносителей

Рис. 1Х.13. Геометрические места точек с максимальной температурой для противоточного реактора с внутренним теплообменом (теплоноситель — исходная смесь).

Целесообразность применения теплообменника того или иного типа (противоток, перекрестный ток или смешивающий) определяется соотношением водяных чисел участвующих в теплообмене теплоносителей (водяное число — произведение объема (веса) теплоносителя в единицу времени на его теплоемкость с учетом тепловых эффектов). Если водяное число воспринимающего тепло теплоносителя значительно выше охлаждаемого, достаточно высокая степень утилизации будет обеспечена не только при противотоке, но и при 1—2 ступенях смешивающего теплообменника (зон с кипящим слоем). При близких значениях водяных чисел для достаточной степени утилизации тепла необходимо применение противоточного теплообменника или ввод в смешивающий теплообменник дополнительных охлаждающих поверхностей (что эквивалентно возрастанию водяного числа охлаждающего теплоносителя). Выбор способа утилизации обрабатываемой рудой тепла отходящих газов определяется в первую очередь степенью влажности исходной руды при испарении влаги тепло на заключительном этапе утилизации потребляется на низком температурном уровне, и эффективность теплообменников всех типов при высокой влажности исходной руды будет одинаковой. Сухие руды потребляют (равно как обожженные отдают) тепло при переменном температурном уровне, поэтому обрабатывать их более целесообразно по принципу противотока. Однако очень часто по конструктивным соображениям на печи предлагают устанавливать несколько зон с кипящим слоем, что почти аналогично применению принципа противотока при благоприятном соотношении водяных чисел. [c.398]

В действительности, в процессе абсорбции, особенно в статических условиях, и при небольших скоростях жидкости и газа газообразная и жидкостная пленки, очевидно, имеются. Однако такой подход к обоснованию методики расчета абсорбционных аппаратов, по нашему мнению, не способствует изучению процесса абсорбции. Для расчетов по теплопередаче частные коэффициенты или коэффициенты теплоотдачи необходимы, так как между участвующими в теплообмене теплоносителями находится разделяющая их твердая стенка, обладающая определенным термическим сопротивлением, и числовые значения коэффициента теплопередачи зависят от этого термического сопротивления стенки и от теплообмена между теплоносителями и стенкой. В диффузионных процессах обе фазы находятся в непосредственном соприкосновении, и поэтому общий коэффициент массопередачи для каждой пары жидкости и газа зависит исключительно от их свойств и скорости протекания жидкости и газа, и нет никакой необходимости вводить частные коэффициенты. Тем более, что практически опытным путем непосредственно величины этих частных или пленочных коэффициентов определить не представляется возможным. Гораздо проще и надежнее сразу определить опытным путем общий коэффициент массопередачи в зависимости от условий проведения процессов, как коэффициент скорости переноса массы из одной фазы в другую. [c.592]

Потери работоспособной энергии в теплообменном аппарате определяются необратимостью следующих процессов неравновесным теплообменом теплоносителей при конечных значениях температур АЛк.р, гидравлическими сопротивлениями теплоносителей АЛг.с, теплообменом с внешней средой АЛв.с, теплообменом вдоль потока в результате теплопроводности элементов теплообменного аппарата АЛв.п- [c.188]

Отработанные газы из двигателя автомобиля по магистрали 14 проходят через нагреватель 11. С целью охлаждения двигателя 13 предусмотрена система охлаждения 15 с охладителем 16, где происходит теплообмен теплоносителя системы охлаждения с окружающей средой (например, атмосферным воздухом). Предварительно, насосом 17 теплоноситель системы охлаждения прокачивается через теплообменник 9. [c.21]

Пример 1. Необходимо синтезировать систему теплообмена между двумя холодными потоками и 5 , одним горячим потоком и теплоносителем (водяным паром). Исходные данные по этому примеру приведены на диаграмме энтальпий потоков (см. рис. У1-9). Здесь температура водяного пара (232 °С) ниже температуры горячего потока на входе Sл (250 °С). Следовательно, верхняя часть горячего блока S l должна быть связана теплообменом с верхней частью холодного блока и поэтому оба элемента этих блоков обозначаются буквой А. Теплообмен между этими потоками осуществляется при температуре горячего потока на выходе, равной температуре водяного пара (232 °С). Водяной пар используется для подогрева холодного потока 5 5 (см. рис. У1-9, заштрихованная часть в низу блока 5с ). Нижняя часть блока связывается теплообменом с блоком 5 2 и поэтому оба элемента этих блоков обозначаются буквой В. Синтезированная схема теплообмена показана на рис. У1-10. [c.324]

При теплообмене в прямотоке (фиг. 10) кривые изменения температур обоих теплоносителей сближаются и разность температур по поверхности теплообмена неуклонно уменьшается. При этом [c.14]

Типичным примером теплоотдачи этого вида служит охлаждение трубопроводов и стенок теплообменных аппаратов воздухом обогрев технологических аппаратов химических производств при помощи естественной циркуляции теплоносителя охлаждение конденсаторов и холодильников естественной конвекцией окружающе-3 Заказ 337 33 [c.33]

При вынужденном движении теплоносителя коэффициент теплоотдачи от поверхности теплообмена к жидкости, которая течет с заданной скоростью, определяется критериями Рейнольдса и Прандтля. Критерий Грасгофа может быть введен только в случаях, когда на теплообмен заметное влияние оказывает естественная конвекция. [c.42]

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

У аппаратов, которые обогреваются жидким теплоносителем, для лучшей циркуляции последнего и для получения достаточной скорости, к рубашке приваривается спираль (фиг. 80). Эта спираль обеспечивает циркуляцию вдоль всей поверхности нагрева н исключает возможность образования застойных зон, которые получаются в рубашке без циркуляционной спирали. При паровом обогреве применение этой спирали бесполезно и даже вредно, так как теплообмен ухудшается вследствие плохого отвода конденсата и воздуха. [c.187]

Если в теплообменном аппарате в качестве теплоносителей используются две жидкости с при.мерно одинаковыми теплофизическими свойства.ми, то равные коэффициенты теплоотдачи. могут быть получены при равных скоростях течения жидкостей. [c.208]

При теплообмене между двумя жидкостями в кожухотрубчатых теплообменниках теплоноситель в межтрубном пространстве часто не обладает достаточной скоростью течения. [c.218]

Несмотря на то, что скрытая теплота парообразования при повышении давления уменьшается, она остается достаточно большой, чтобы насыщенный пар повышенного давления мог конкурировать с другими теплоносителями, применяемыми при теплообмене в производственных условиях. [c.284]

Несмотря на перечисленные недостатки, масло в некоторых случаях применяется в качестве теплоносителя для обогрева теплообменных аппаратов. Применение его предусматривается и в новых проектах. [c.318]

Выбор давлений и температур в колоннах также обусловливается требованиями к качеству и состоянию целевых продуктов, составом исходного сырья, располагаемыми хладо- и теплоносителями и т, п. За исходный параметр часто принимают температуру конденсации паров в верхней части колонны при атмосферном давлении. Если температура конденсации паров при атмосферном давлении слишком низка, давление повышают. Например, пропан при атмосферном давлении конденсируется при —42 °С, при повышении же давления до 1,9 МПа его температура конденсации становится равной +55 °С. Снижение давления в колонне ниже атмосферного (вакуум) диктуется [ге-обходимостью уменьшения температуры кипения нижнего продукта либо из-за технических трудностей достижения требуемого уровня температуры, либо из-за разложения продукта. Выбор температур определяется также рациональной разницей температур охлаждающей среды и паров в верхней части колонны, теплоносителя и остатка — в нижней части колонны, ибо от этого во многом зависит поверхность теплообменных аппаратов. [c.106]

С помощью этого метода концентрируют сульфатные щелока, радиоактивные сточные воды, солевые растворы. Чтобы предотвратить отложение солей на теплообменных поверхностях, уменьшить коррозию оборудования, при выпаривании солевых стоков иногда вводят в стоки жидкий гидрофобный теплоноситель (например, парафины, минеральные масла, силиконы). Уменьшить расход теплоносителя на выпаривание можно, используя установки мгновенного испарения (УМИ). В этом случае вода нагревается в выносных теплообменниках до температуры кипения, затем она поступает в камеры испарения под более высоким давлением. Испарение происходит с поверхности воды и с поверхности капель, образующихся в результате диспергирования жидкости. [c.490]

Для предупреждения подобных аварий при выпаривании легковоспламеняющихся компонентов из взрывоопасных продуктов следует строго регламентировать состав исходной смеси, поступающей на упарку, а также состав кубового продукта, до которого может отгоняться легкокипящий компонент. При этом следует всегда помнить, что при оголении греющей поверхности теплообменного аппарата температура стенки и пленки кубового продукта, смачивающего эту поверхность, может приближаться к температуре самого теплоносителя, что может вызвать местные перегревы продукта, взрывчатое разложение термически нестабильного вещества. Поэтому при выпаривании и разложении продуктов, способных в концентрированном виде к самопроизвольному химическому разложению, следует принимать меры, исключающие [c.138]

Интенсификация теплообменных процессов, в том числе и процессов выпаривания, обусловливает использование теплоносителя при более высоких температурах, чтобы повысить коэффициент теплопередачи и снизить удельную поверхность теплообмена. Для предотвращения термического разложения химических веществ при высоких температурах теплоносителей и предупреждения аварий процессы выпаривания термически нестабильных продуктов проводят под вакуумом. Проведение процесса под вакуумом требует высокой надежности системы. Важными условиями бесперебойной и безаварийной работы являются герметичность оборудования, глубина и постоянство вакуума. Падение вакуума или подсос воздуха в систему прн образовании взрывоопасных смесей и высоких температурах теплоносителя могут привести к перегревам, загораниям и взрывам продуктов. [c.142]

Причиной разрушения теплообменных аппаратов, обогреваемых горячей водой, водяным паром и другими теплоносителями, может быть также электрохимическая коррозия, возникающая при воздействии содержащихся в воде кислорода и двуокиси углерода. Электрохимическая коррозия приводит к образованию на поверхности металла окислов железа. Скорость ее протекания возрастает при высоких температурах и давлениях. [c.145]

В практике эксплуатации химических производств происходили случаи разложения нестабильных химических продуктов на греющих поверхностях теплообменной аппаратуры, когда температура продукта повышалась до значения, близкого к температуре самого-теплоносителя. [c.53]

Водяной пар широко используется в качестве рабочего тела в поршневых паровых машинах и паровых турбинах и как теплоноситель в теплообменных аппаратах. Поэтому изучение свойств водяного пара занимает в термодинамике важное место. [c.32]

Теплообменными аппаратами называют устройства, предназначенные для передачи тепла от одного теплоносителя к другому для осуществления различных тепловых процессов, например, нагревания, охлаждения, кипения, конденсации или более сложных физ ико-химических процессов — выпарки, ректификации, абсорбции и т. п. [c.7]

Расходы теплоносителей при теплообмене без изменения агрегатного состояния теплоносителей определяют на основании уравнения (1-2) по формулам [c.9]

Ск — теплоемкость конденсата первичного теплоносителя на выходе нз теплообменного аппарата, ккал/кг-град, Суп — теплоемкость жидкого вторичного теплоносителя на входе в теплообменный аппарат, ккал/кг-град. Уравнение теплопередачи в общем виде можно представить следующим образом [c.10]

Теплообмен в атшратах. В рекуперативных аппаратах теплообмен теплоносителей осуществляется через стенку (рубашку, змеевик и т.п.). Движение теплоносителей по аппарату разделяют на прямоток, противоток, перекрестный ток и смешанные токи. Для прямотока и противотока (рис.З) тепловой поток, передаваемый через стенку, определяется следующим образом О = КРА1 г, где средняя разность температур Д1 в случае прямотока [c.265]

Теплообмен между горячими потоками или теплоносителем и холодными потоками или хладоа гентами осуществляется последовательно для потоков в порядке уменьшения их температур, т. е. горячий поток с максимальной температурой на входе связывается теплообменом с холодным потоком с максимальной температурой на выходе горячий поток со вредней температуре а входе связывается теплообменом с холодными потоками со средней температурой на выходе и, наконец, горячий поток с минимальной температурой на входе связывается теплообменом с холодным потоком с минимальной температурой на выходе. [c.323]

Математические модели теплообменных аппаратов строятся на основе уравнений теплового баланса и теплопередачи. Уравнения теплового баланса составляются на основс уравнений гидродинамики аппаратов с учетом тепловой емкости потоков, аккумулирования тепла в неподвижных разделяющих стенках и тепловых эффектов химических реакций. Передача теплового потока от одного теплоносителя к другому осуществляется как за счет конвекции подвижных сред, так и за счет теплопроводности в материале разделяющей стенки. [c.53]

За рубежом тепло пародистиллятных фракций широко используется для предварительного подогрева нефтяного сырья. Так, на атмосферно-вакуумной установке фирмы Креол (Ве,несуэлла) производительностью 3 млн. т/год нефти в результате глубокой регенерации тепла всех видов горячих потоков (в том числе и пародистиллятных фракций) температура предварительного подогрева нефти достигает 260 °С. Нефть пропускается через теплообменные аппараты, обогреваемые теплоносителями в следующем порядке циркуляционные орошения атмосферной колонны— -пародистиллятные фракции атмосферной колонны— -верхние продукты вакуумной колонны— -боковые потоки атмосферной колонны— -боковые потоки вакуумной колонны— -вакуум-остаток. На обычных установках нефть поступает в атмосферную печь при 170—180 °С. Таким образом, благодаря регенерации тепла горячих потоков тепловая нагрузка печей уменьшается на 20—25%. [c.213]

Если необходимо подводить тепло к какой-либо среде, то температура на входе греющего теплоносителя tl должна быть выше температуры /г- Этим определяется, с одной стороны, вид теплоносителя, а с другой сгороны, — его температура и давление. При кипении и конденсации температура ио поверхности теплообмена, где происходят указанные процессы, остается практически одинаковой. При теплообмене без изменения агрегатного состояния вещества температуры теплоносителей, омывающих поверхность теплообмена /, обычно изменяются от начальных температур ю и t2o на входе (/ = 0) до конечных значений температур на выходе tlF и (р2 = Р), причем разность температур обычно также не является постоянной (см. фиг. ]0). [c.12]

Иногда порядок расчета кожухогрубчатых теплообменников изменяют. В этом случае в интересах интенсификации процесса теплообмена сначала определяют размеры корпуса аппарата, а потом производят расчет трубчатки. Это предпринимается для того, чтобы, независимо ог числа трубок в трубном пучке, создать оптимальные условия теплоотдачи в межтрубном пространстве, задавшись необходимой для данного расхода теплоносителя площадью сечения межтрубного пространства. Скорость течения теплоносителя внутри трубок в этом случае (а следовательно, и значение коэффициента теплоотдачи в трубках) может корректироваться изменением числа ходов по трубному пространству аппарата. При этом увеличение числа ходов в теплообменном аппарате, имеющем определенное число трубок, приводит к у.меньшению числа трубок в одном ходе, а следовательно, к увеличению скорости течения теплоносителя в них. В многоходовых теплообменниках все количество жидкости, поступающее в трубное пространство, проходит сначала одну группу трубок, затем при помощи перегородок, отлитых или заваренных в крышках аппарата, поворачивается и поступает в другую группу трубок и т. д. (фиг. 108). [c.210]

При применении в спиральных теплообменниках в качестве одного из теплоносителей пара условия теплопередачи не являются столь благоприятными, как при теплообмене между двумя жидкостями. Так, например, при одинаковых производственных условиях, коэффициент теплопередачи спирального аппарата с паровым обогревом был получен равным 2500 ккал1м час°С, а в кожухотрубчатом аппарате коэффициент теплопередачи лежал в пределах 3500—4000 ккал/м час °С. [c.223]

Ребристые трубы находят широкое применение при изготовлении теплообменной аппаратуры. При использовании ребристых элементов труб успешно решается большинство проблем, связанных с нагревом, охлаждением и конденсацией сред. Применение ребристых и ошипованных элементов труб экономически целесообразно в таких теплообменных аппаратах, в которых условия теплообмена с одним теплоносителем существенно хуже, чем с другим. В этих случаях, увеличивая поверхность труб со стороны оребрения или ошипования, удается компенсировать низкий коэффициент теплоотдачи ео стороны газа и, следовательно, интенсифицировать процесс теплообмена, уменьшить вес, габариты и стоимость теплообменной аппаратуры, а также эксплуатационные расходы. [c.151]

Регулирование процесса выпаривания селитры, как правило,, должно вестись только автоматически при проектной нагрузке. Перегрев аммиачной селитры в теплообменной аппаратуре (в выпарных аппаратах донейтралиэаторах, сепараторах, фильтрах сборниках погружных насосов, трубопроводах плава и т. д.) предупреждается строгим ограничением температуры теплоносителя (не выше максимально допустимой). [c.53]

В производстве хлорбензолов бензол хлорируют при сравнительно высоких температурах, что позволяет отводить тепло реакции за счет испарения части бензола в отсутствие специальных теплообменных устройств и теплоносителей. При фотохимическом хлорировании бензола температуру процесса регулируют охлаждающей водой (или рассолом), подаваемой в рубашки и трубки Фильда, размещенные в объеме реакционной зоны хлоратора. [c.352]

В качестве примеров математических моделей теплообменных аппаратов ниже проанализированы модели теплообменников простейших типов, в которых осуществляется передача тепла между двумя потоками — теплоносителем и хладоагентом. Во всех математических описаниях предполагается, что движение потоков теплоносителя и хладоагента характеризуется простейшими гидродинамическими моделями идеальное смешение и идеальное вытеснение . Кроме того, допускается, что коэффициент теплопередачи через стенку, разделяющую теплоноситель и хладоагеит, является постоянной заданной величиной, которая не зависит от их объемных расходов. Последнее допущение, строго говоря, неточно однако оно принято в дальнейшем для упрощения математических выкладок при решении задач оптимизации. [c.62]

Трубчатые реакторы полного вытеснения. Трубчатые реакторы с поршневым потоком чащ,е всего имеют вид каналов с большим отношением длины к поперечному размеру. В реакторах такого типа теплообмен происходит через стенки. Следовательно, для поддержания приблизительно одинаковой температуры реагирующей смеси необходимо кроме высокой интенсивности теплообмена обеспечить низкие сопротивления переносу теплоты в направлении к стенке. Это условие,.помимо других, требует использования труб с небольшой площадью поперечного сечения. Наиболее простое конструктивное решение трубчатого реактора представлено на рис. VIII-32, а. Он состоит из двух концентрично расположенных труб, по внутреннему каналу движется реакционная смесь, по внешнему — теплоноситель или хладагент. Малая площадь поперечного сечения трубы ограничивает производительность аппарата. Для ее повышения большое число трубчатых реакторов соединяют параллельно в общем корпусе. Созданные таким образом многотрубчатые реакторы (рис. VIII-32,б и в), аналогичные по конструкции трубчатым теплообменникам, широко используются в промышленности. Аппараты этого типа часто применяются для проведения реакций с участием твердого катализатора, который в виде пористого сыпучего слоя заполняет либо трубы, либо меж-трубное пространство реактора. [c.317]

Корпус обогревается рубашками 2, в которые подается пар или высокотемпературный теплоноситель. Внутри корпуса вращается вал с лопатками 3. Жидкость подается в верхней части через распределитель 4 на внутреннюю поверхность корпуса. Лопасти размазывают жидкость по теплообменной поверхности, что обеспечивает интенсивный тепло- и массообмен в тонком слое жидкости и малое время пребывания продукта в аппарате, что особенно важно при обработке термонестойких веществ. Упаренная жидкость отводится через нижний штуцер 1. Верхняя, расширенная, часть аппарата 5 служит сепаратором брызг. Аппараты [c.164]

В качестве характерной конструкции контактного аппарата с катализатором, загруженным в трубках, приведен аппарат для каталитического окисления нафталина или ортоксилола во фталевый ангидрид нри температуре 400—430°С [23]. Реакция окисления нафталина идет с больншм выделением теплоты и в то же время требует тонкого регулирования температуры отклонение температуры от оптимальной на 4—6°С уже вызывает существенное нарушение процесса. Указанное обстоятельство и определило конструкцию аппарата. Он представляет собой теплообменную трубчатку с трубками малого диаметра 30x2 мм, в которые загружается катализатор. В межтрубном пространстве циркулирует промежуточный теплоноситель — расплав солей (смесь нитрата и нитрита натрия). Применение жидкого теплоносителя позволяет вести процесс в очень мягком температурном реж41ме — разность температур между теплоносителем и реакционной зоной не превышает б—8°. [c.209]

Все теплообменные аппараты по способу передачи тепла могут быть разделены на две большие группы поверхностные аппараты и аппараты смешения. В повфхностных тепло-обменных аппаратах передача тепла от одного теплоносителя к другому осуществляется с участием твердой сте.нки. Процесс теплопередачи в смесительных теплообменных аппаратах осуществляется путем непосредственного контакта и смешения жидких и газообразных теплоносителей. [c.7]

Поверхностные теплообменные аппараты в свою очередь подразделяют на рекуперативные и регенеративные. В рекуперативных аппаратах тепло от одного теплоиосителя к другому передается через разделяющую их стенку из теплопроводного материала. В регенеративных теплообменных аппаратах теплоносители попеременно соприкасаются с одной и той же поверхностью нагрева, которая в первый период нагревается, аккумулируя тепло горячего теплоносителя, а во второй -период охлаждается, отдавая тепло холодному теплоносителю. [c.7]

Конструкторский расчет производят при проектировании теплообменного аппарата, когда известны или заданы расходы теплоносителей и их параметры на входе и выходе из теплообмвн.ного аппарата. Целью конструкторского расчета является определение величины поверхности теплообмена выбранного типа теплообменного аппарата. [c.8]