Система теплообменников распределение

Уравнения, описывающие работу отдельного теплообменника. Система теплообменников без обратной связи. Нагревание одного потока. Нагревание двух потоков. Нагревание произвольного числа потоков. Системы теплообменников с обратной связью. Система линейных уравнений для определения неизвестных температур. Отличие детерминанта этой системы от нуля. Оптимизация СТ. Оптимальное распределение поверхностей нагрева СТ. Примененпе метода штрафов . Решение задачи градиентным методом. [c.179]

Контактные аппараты с кипящим слоем катализатора отличаются простотой конструкции. Как правило, это аппараты колонного типа, внутри которых размещается контактная камера, заполненная катализатором. Газ в зону катализатора подается через газораспределительную решетку, обеспечивающую равномерное распределение потока газов по всему поперечному сечению контактного аппарата. Съем тепла реакции осуществляют двумя способами либо с помощью теплообменных элементов, размещенных непосредственно в слое катализатора, либо циркуляцией катализатора через теплообменники, расположенные вне зоны катализатора. Первый метод отвода тепла более прост и надежен в эксплуатации. В этом случае отпадает необходимость в непрерывной циркуляции катализатора через теплообменник в целях поддержания необходимого гидродинамического режима системы. Отличительной особенностью контактных аппаратов КС является также наличие в них пыле отделительных устройств. Высокая стоимость катализаторов, применяемых для окисления нафталина, обусловливает необходимость полного улавливания всего катализатора, уносимого потоком газов из реакционной зоны. [c.181]

Для отдельного теплообменного аппарата методы [оптимального проектирования разработаны в работах [7, 39]. Однако для системы теплообменников, где очень большую роль играют не только распределение поверхностей между потоками, но и определение оптимального места включения отдельных потоков в систему [c.179]

Дальнейшим логическим расширением задачи моделирования химико-технологических процессов является описание систем с распределенными параметрами. К ним можно отнести теплообменники, конденсаторы, трубчатые реакторы и другие аппараты, технологические параметры в которых изменяются не только во времени, но и по сечению и длине. Стационарные режимы и переходные процессы в таких системах описываются дифференциальными уравнениями в частных производных независимыми переменными в общем случае являются время и пространственные координаты. [c.181]

Трубчатые теплообменники — типичный случай системы с распределенными параметрами, а их передаточные функции в связи с этим являются трансцендентными. Разд. 7.6 содержит подробный анализ трансцендентной передаточной функции, наиболее часто встречающейся при исследовании трубчатых теплообменников. Здесь же приведены некоторые проверенные методы их приближения. [c.221]

Сжиженные углеводородные газы принято хранить либо под высоким давлением и при температуре окружающей среды, либо при низких температурах и давлении, близком к атмосферному, в емкостях цилиндрической или сферической формы. Преимуществом сферических емкостей перед цилиндрическими является меньший расход металла и более равномерное распределение напряжений в сварных швах. Сферические емкости изготовляют объемом 400, 800 и 1000 Л4 . Их рассчитывают на рабочее давление от 3 до 6 ат . Цилиндрические емкости рассчитывают на давление от 7 до 18 ат. Система хранения сжиженных газов, широко распространенная в настоящее время, состоит из емкости, компрессора, теплообменника и конденсатора. Емкость тщательно изолирована слоем шлаковаты толщиной 200—250 мм. Сжиженный газ находится в емкости под давлением 1,05 ат и при температуре от —30 до —42° С. Испаряющаяся часть его через теплообменник попадает на прием компрессора, сжимается и направляется в конденсатор. Конденсат возвращается в емкость. На дне последней находится слой жидкого осушителя — диэтиленгликоля. В момент заполнения резервуара сжиженным газом диэтиленгликоль выдавливается в буферный бачок, откуда он возвращается в емкость во время откачки содержимого резервуара. [c.173]

Первый этап оптимизации системы теплообменников проводится тогда, когда известно распределение температур основного потока (в примере — потока, отдающего тепло) между аппаратами, т. е. даны [c.245]

Реконструкция установок применение горячей воды для обессоливания реализация прямых связей по сырью с последующими установками оптимизация теплообмена на основе пинч-ана-лиза (определение оптимальной поверхности теплообмена по отношению к стоимости сэкономленного тепла и к требуемым затратам) установка дополнительных теплообменников и применение параллельной схемы подогрева сырой нефти вместо общепринятой последовательной (обеспечивается повышение температуры нефти до 285°С на атмосферном и вакуумном блоках) применение усовершенствованных методов регулирования расходов нефти в параллельных теплообменниках применение усовершенствованной системы регулирования (минимизации расходов пара при отпарке в боковых стриппингах), применение стриппингов с ребойлерами отказ от подачи сухого пара оптимизация распределения тепловых нагрузок циркулирующего орошения в некоторых случаях — использование предварительного эвапоратора сырья применение электродвигателей с регулируемым числом оборотов. [c.445]

Плохое распределение потоков внутри теплообменника существенно ухудшает его характеристики. В недалеком прошлом это обстоятельство обычно не принималось во внимание. Однако в связи с ростом стоимости энергии и материалов в настоящее время проблема использования оборудования в течение срока его службы с максимальной эффективностью становится довольно актуальной. Ее решение требует сбалансированности всех параметров, более однородного распределения течения, для чего необходимо уметь рассчитывать с достаточной точностью перепад давления в различных элементах системы. [c.160]

Трубчатый реактор. Рассмотрим проточный трубчатый реактор с теплообменником системы труба в трубе . Распределение температуры в реакционной зоне по длине реактора схематически представлено на рис. 1У-47. [c.354]

Пусть цель ХТП — изменение какого-либо свойства системы и во времени т, т.е. V = Цт). При этом в качестве II могут выступать температура в случае теплообмена, концентрация — в случае массообмена или химической реакции, какое-либо свойство веществ (теплоемкость, механическая прочность и др.). Разные элементы потока могут находиться в рабочей зоне (РЗ) системы (в теплообменнике, в массообменном аппарате, в химическом реакторе) разное время поэтому степень их обработки (конечное значение свойства — 4) будет различна. Естественно, результирующая степень обработки всего потока С/рез зависит от характера распределения элементов потока по времени пребывания — именно в этом (более узком) плане рассматривается ниже структура потоков (другие стороны проблемы здесь практически не затрагиваются). [c.609]

Теплообменно-регенеративные установки. Задача рационального использования тепла, снижения энергетических затрат и уменьшения в конечном счете потерь эксергии в биохимическом производстве решается синтезом оптимальной теплообменно-реге-неративной системы. При этом определение наиболее эффективной структуры взаимосвязей между технологическими и тепловыми потоками реализуется с учетом распределения тепловой нагрузки по элементам установки. Число теоретических ступеней теплопередачи или единиц переноса для горячего Nr п холодного Пх потоков в теплообменнике составляет [c.134]

Системы с циркуляцией специального хладоагента (органическая диэлектрическая жидкость, дистиллированная вода) позволяют облегчить решение этой проблемы, однако введение в батарею ТЭ теплообменника с хладоагентом ухудшает удельные характеристики батареи, влечет за собой появление значительного теплового сопротивления между электродом и хладоагентом и возникновение неравномерности распределения темпс- [c.221]

Поскольку полюс р = О определяет стационарное распределение 01 (X), то для исследования устойчивости системы необходимо рассмотреть только корни уравнения (11-14). Уравнение типа (И-14) является основным не только в решении вопроса устойчивости работы теплообменника, имеющего в качестве нестационарного источника тепло Пельтье, но и теплообменников с внутренними источниками энергии другой природы, например, за счет выделения тепла в результате химических реакций на границе стенка—жидкость [50]. [c.160]

Во многих случаях реагирующая среда направляется не по трубкам, а в межтрубное пространство. В этих системах удельная поверхность теплообмена зависит не только от диаметра труб, но и способа их размещения, а при небольших размерах колонн и от диаметра корпуса. Обычно размещение трубок в решетках теплообменников производится с углом наклона осей (проходящих через центры сечений труб) в 60° или 90°. Наиболее распространено распределение труб по правилу шестиугольника, т. е. с углом в 60°, так как этот метод дает наиболее экономичные конструкции. [c.293]

Установившимся режимом в анализе Тейлора является такой, при котором распределение концентрации краски однородно, а сделанные аппроксимации позволяют считать это распределение неизменным. В теплообменнике установившимся считается режим, при котором в каждой точке системы не происходит изменений температуры. Вследствие этого вводятся новые переменные ф, обозначающие соответствующие отклонения температур от их значений в установившемся режиме. Установившиеся значения величин ф везде равны нулю, и в пределах наших аппроксимаций мы можем предположить, что эти условия в дальнейшем сохраняются. Легко установить, что уравнения (57) —(60) удовлетворяются для ф при соответствующей замене всех в на ф (см. ниже). [c.203]

Распределение потока исходного газа по отдельным трубам, заполненным катализатором, а затем сбор конвертированного газа обеспечиваются системой газоподводящих и газоотводящих труб. В конвективном теплообменнике идет вторичное использование тепла выходящих из печи дымовых газов. [c.322]

На рис. 7.1 представлен теплообменник с рубашкой, в трубе которого установлены винтовые смесительные элементы [175]. Непрерывное движение частиц потока от центра трубы к периферии и затем обратно ускоряет достижение равномерности распределения температуры, что сделало эту систему теплообмена пригодной для. разогрева материалов, чрезвычайно чувствительных к температуре. 6 частности, в пищевой промышленности подобная система была использована для обработки материалов (шоколад, мармелад и т. п.), пригорающих к стенкам трубопроводов. [c.169]

Трубчатый реактор. Рассмотрим проточный трубчатый реактор с теплообменником системы труба в трубе . Распределение тем- [c.232]

Пленочные колонны с орошаемыми стенками могут выполняться в виде отдельных труб или в виде системы труб по типу кожухо-труб-ного теплообменника. В настоящее время наметились две тенденции в использовании пленочных колонн 1) уменьшение толщины пленки жидкости и 2) перевод пленочных колонн на режим эмульгирования. Основным конструктивным требованием для колонн с тонкой пленкой жидкости является создание хорошего распределения жидкости по трубкам. [c.221]

Нагретый в теплообменнике технологический газ вместе с добавленным к нему водяным паром проходит через реакционные трубы печи параллельными потоками в направлении сверху вниз. Специальные диафрагмы, установленные перед каждой трубой, обеспечивают равномерность распределения парогазовой смеси по системе труб. Пламя обогревающих форсунок направлено параллельно движению потока газа по трубам. Обогрев ведется с таким расчетом, чтобы обеспечить температуру реакций внутри труб порядка 800° С. [c.168]

Определение структуры взаимосвязей технологических потоков неразрывно связано с распределением тепловой нагрузки в системе по теплообменникам. Тепловая нагрузка теплообменника или количество тепла, переданное водном аппарате, определяется либо на основе концепции передачи максимально возможного количества тепла (Qmax) в теплообменнике, либо из условия равенства передаваемого количества тепла в каждом теплообменном аппарате (Qkmin), либо на основе декомпозиции исходных потоков на тепловые элементы ( ,) с целью линеаризации зависимостей технологических параметров от свойств потоков и температур потоков. [c.77]

В реальном теплообменнике распределение элементов потока неравномерное. Оценку неравномерности можно проводить по отклику системы на импульсное или ступенчатое возмушение. [c.22]

Другим возможным распределением тепловой нагрузки в теплообменной системе является передача равного количества тепла в каждом теплообменнике. При этом используется интегральногипотетический принцип синтеза химико-технологических систем и задача синтеза ТС формулизуется как задача о назначениях. Оптимальная структура ТС определяется путем выбора оптимального варианта из гипотетической обобщенной технологической схемы, включающей совокупность всех альтернативных вариантов теплообменных систем. [c.78]

Приведенные соотношения справедливы для стенки любой толщины, рассматриваемой здесь как система с распределенными параметрами (теплоемкость и сопротивление) в направлении, перпендикулярном направлению течения жидких теплоносителей. Однако в обычных теплообменниках теплообменная стенка относительно тонкая, и поэтому достаточно простого приближения передаточных функций Waa s), Wab(s), Wba(s) и И7ьь(5) с помощью дробно рациональной функции первого порядка, согласно формулам (7.156) и (7.157). В дальнейших рассуждениях не будет учитываться, применяется упомянутое упрощение или нет. [c.270]

Так, при оптимальном распределении нагрузок между теплообменниками должны быть равны между собой температуры продукта на выходе из теплообменников при оптимальном распределении нагрузок между абсорберами должны быть равны между собой концентрации отделяемого компонента на выходе из абсорбера при оптимальном распределении нагрузок между реакторами должны быть равны между собой выходы целевого продукта или некоторая функция концентраций продуктов на выходе из реактора. Этот факт может быть использован при создании системы оптимального распределения нагрузок 21.122 [c.192]

Состав электростанции в объеме поставки газотурбинный двигатель со встроенным вспомогательным оборудованием, обслуживающими системами и редуктором электротехническое оборудование, в том числе электрогенератор с системами приема, распределения электроэнергии потребителям и электроснабжения собственных нужд система автоматического управления входной тракт с воздухоочистительным устройством и шумоглушителем выпускной тракт с шумоглушени-ем, выпускной трубой и встроенным теплообменником противопожарная защита. [c.29]

Решена задача оптимизации технологической схемы производства метанола и высших спиртов, которая включает в себя гетерогенный реактор, реку-перационные теплообменники и систему конденсации целевых продуктов. Данная система имеет мощный рецикл по непрореагировавшему сырью через теплообменники. С точки зрения задачи оптимизации, рецикл является управляемым, распределенным и многопараметричным. Последнее свойство определяется тем, что рециклический поток определен концентрацией компонентов и имеет переменную температуру. [c.58]

На рис. 48 представлен современный контактный аппарат, который компонуется с выносными теплообменниками. Для системы производительностью 1000 т/сут Н2504 такой аппарат имеет диаметр 12 м при общей высоте 22 м. При большом диаметре аппарата в центре его устанавливается труба, на которую опираются решетки. Каждый слой такого аппарата можно рассчитывать с достаточной для практических целей точностью по модели адиабатического реактора идеального вытеснения. Однако следует учитывать неравномерное распределение скорости потока газа и температуры по диаметру аппарата. При повышенной концентрации ЗОг применяют также полочные аппараты, в которых температура между полками снижается добавлением холодного воздуха. [c.132]

В 1.2.7 уравнения сохранения применяются к бесконечно малому по объему элементу аппарата. В результате получается система дифференциальных уравнений в частных производных, которую предстоит решить, если осуществляется более детальный анализ теплообменников, свободный от допущений относительно распределений температуры и скорости теплоносителей по попереч1юму сечению аппарата. Эти дифференциальные уравнения составляют основу численного анализа теплообменников, обсуждаемого в разд. 1,4. [c.14]

При однофазном течении удовлетворительное распределение потока можно всегда обеспечить, увеличивая общий перепад давления в системе, например, с помощью цоме-щепиой в подходящем месте дроссельной заслонки. Однако такой способ требует увеличения эксплуатационных и, возможно, капитальных затрат, так как появляется необходимость в более мощных насосах. Хорошее распределение можно организовать также иа основе экспериментов, используя, например, обычную визуализацию течения. Число возможных конфигураций, однако, довольно велико, и каждую из них, по-видимому, нужно рассматривать заново. Именно поэтому оценка важности хорошей организации течения в теплообменнике и выбор пути ее реализации целиком и полностью зависят от инженера-конструк-тора. [c.160]

С точки зрения управления процессом эта система неблагоприятна, так как теплообменник является звеном с распределенной но длине емкостью, что обусловливает значительную инерционность объекта по каналу управляющего воздействия. В то же время возмущения воздействуют непосредственно на основное звено объекта — процесс и имеют разгонную характеристику, присущую одноемкостному звену, если аппарат работает по модели смешения. [c.463]

Перед началом каждого опыта в течение нескольких часов через установку и охлаждаемую азотом ловушку для удаления из системы всех сконденсировавшихся в ней примесей циркулировал чистый водород при комнатной температуре. Затем в сосуд Дьюара заливался жидкий азот с таким расчетом, чтобы змеевик был полностью погружен в него. Этот уровень азота поддерживался в продолжение всего опыта. Циркуляция чистого водорода продолжалась до тех пор, пока в теплообменнике не устанавливалось постоянное распределение температур (обычно через 4—5 час.), затем в газгольдеры подавали углекислоту в количестве, необходимом для получения в сжатом газе заданной концентрации По прошествии необходимого времени компрессор останавливался и измерялось количество накопившейся в теплообменнике углекислоты. Для этого теплообменник отсо- [c.156]

В отечественных системах с одинарным контактированием применяется пятислойиый каталитический реактор с промежуточным теплообменом (рис. 9). Промежуточный теплообмен осуществляется после второго, третьего и четвертого слоев катализатора (П-1У) в горизонтальных теплообменниках 2. После первого слоя катализатора устанавливается смеситель газов 4 с патрубками для подачи свежего диоксида серы. Под нижним теплообменником также смонтирован смеситель 4, по конструкции аналогичный смесителю после первого слоя. Смеситель служит для вщ>авнивания температуры по сечению аппарата на входе в нижний слой катализатора. Для равномерного распределения сернистого газа над первым слоем устанавливается решетка 5 со слоем кускового кварца. На первый слой подается 70-75 % всего газа, остальное его количество поддува-ется в смеситель газов 4. Аппарат состоит из стального цилиндрического корпуса 3, в центре которого расположена опорная колонна I, собранная из чугунных труб. Катализатор размещен на сетк 1х, уложенных на радиальные колосниковые решетки, которые крепятся в стенке аппарата и на опорной колонне. [c.33]

Для оценки структуры потока нахреваемой в теплообменнике жидкости экспериментально снималась С-кривая отклика системы (рис. 11-13), по которой были рассчитаны параметры ячеечной и диффузионной модели л=3 и / ь=3,54-10 м /с. Затем по приведенным моделям рассчитывалось распределение температуры хладоагента по длине теплообменника. Результаты представлены на рис. УП-14. Они свидетельствуют о значительном разбросе температур, получаемом для различных моделей. Так, модель идеального вытеснения дает завышенные температуры (02к= 112 С), а модель полного смешения — заниженные (02к=1ОО°С). Более реальный характер изменения температуры по теплообменнику отражается ячеечной и диффузионной моделями (02к=1О7°С). Причем конечные тем1пературы, полученные по данным моделям, практически совпадают тем не менее профили температуры различаются существенно. Различие конечных температур, даваемых моделью идеального вытеснения и диффузионной моделью, составляет 5°С (около 5%), что существенно при расчетах теплообменников. Еще большее различие дают модели вытеснения и полного смешения хладоагента. [c.260]

На рис. 108 показана трубчатая колонна синтеза аммиака для системы среднего давления, представляющая собой цилиндр 1 из хро-моникелввой стали с толщиной стенок 175 мм, диаметром 1,2—2,4 м и высотой 24 м. В верхней части колонны находится катализаторная коробка 5, а в нижней — теплообменник 6, обеспечивающий автотер-мичность процесса. Катализатор загружается на колосниковую решетку 5. Для обеспечения равномерного распределения температуры в слой катализатора вводятся двойные трубы 8, выполняющие [c.243]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология