Теплопередача с неподвижными трубками

По способу действия теплообменные аппараты подразделяют на поверхностные и аппараты смешения. К первой группе относятся теплообменные аппараты, в которых теплообменивающиеся среды разделены твердой стенкой. В теплообменниках смешения теплопередача происходит без разделяющей перегородки путем непосредственного контакта между теплообменивающимися средами. Примером может служить конденсатор смешения (скруббер), заполненный насадкой. Жидкость стекает сверху вниз, пары или газ двигаются противотоком к ней. На нефтеперерабатывающих заводах преимущественное применение получили поверхностные теплообменники. По конструктивному оформлению они делятся на змеевиковые, типа труба в трубе и кожухотрубчатые — с неподвижными трубными решетками, с и-образными трубками и с плавающей головкой. [c.254]

Теплопередача путем конвекции происходит при передаче тепла от твердой фазы к жидкой или, наоборот, от подвижной фазы к твердой, например при охлаждении паров и газов в холодильнике. Конвекция может быть основана либо только на естественном движении подвижной фазы, возникающем в результате изменения плотности с температурой (естественная конвекция), либо она может быть ускорена механическим способом, например перемешиванием или ускоренным протеканием газа через трубки (принудительная конвекция). Даже при очень интенсивном движении жидкости или газа в непосредственной близости от стенки остается очень тонкий неподвижный слой, в котором теплопередача осуществляется не в результате конвекции, а за счет теплопроводности. Этот слой создает наибольшее сопротивление теплопередаче между обеими фазами. Коэффициенты теплопроводности этого слоя и подвижной фазы включены в коэффициент теплоотдачи а [c.83]

I. Оборудование. Процесс оксихлорирования этилена в неподвижном слое катализатора обычно является многостадийным. Это облегчает управление сильноэкзотермической реакцией. На рис. 3 показана схема трехстадийной установки оксихлорирования с реактором для извлечения этилена. Реакторы соединены друг с другом последовательно, в каждый реактор подают воздух. По конструкции реакторы подобны большим трубчатым теплообменникам (рис. 4) и содержат много узких вертикальных трубок, вваренных сверху и снизу в трубные решетки. Внутрь трубок диаметром около 25 мм помещают катализатор. Диаметр трубок выбирают с таким расчетом, чтобы температура реакции не превышала температуру, при которой возможно разрушение катализатора. В трубках большего диаметра теплопередача от центра трубки к ее стенкам замедлена, и катализатор разогревается до более высоких температур. [c.266]

Эксперименты по определению теплопередачи показали, что радиальнотемпературный профиль в реакторах с неподвижным слоем имеет параболическую форму. Более того, наибольшее торможение процесса теплопередачи наблюдается около стенки трубки. Для условий, характеризующихся высокими числами Рейнольдса, полезно предположить, что все сопротивление теплопередаче происходит в тонком слое, прилегающем к стенке трубки. При таком допущении необходимо только найти коэффициент теплопередачи ки,, определяемый средней температурой реакционной смеси. В этих условиях расчет теплопередачи аналогичен расчету теплопередачи в неподвижном слое, обсуждавшемуся в разд. 9.3.2. Здесь следует совместно решить два уравнения — уравнение материально-энергетического баланса (136) и уравнение энергетического баланса (137). Приближенные расчеты такого рода дают более низкое значение степени превращения для той же самой глубины слоя катализатора по сравнению с более строгимр расчетами, в которых учитывается наличие радиальных температурных градиентов по всему сечению трубки. Если установлено, что тепло передается радиально от центра трубки к ее стенке, то уравнение, описывающее продольный и радиальный теплоперенос, будет иметь вид уравнения (131), выведенного в разд. 9.3.2, а профиль концентрационной кривой будет описываться уравнением (117), приведенным в разд. 9.3.1. Совместное решение этих уравнений и соответ- [c.425]

Исключительно подробное описание полностью автоматизированного микрореакционного прибора непрерывного действия приведено в работе Харрисона, Холла и Рэйса [41] (рис. 2-16). Этот прибор рассчитан для работы при температурах до 800° С и давлениях до 105 атм. Реакторы различных размеров были изготовлены из стандартных трубок из нержавеющей стали и соответствующих фитингов. Эти реакторы позволяли проводить эксперименты как с неподвижным, так и с кипящим слоем катализатора. Реактор помещали в кипящий слой песка в трубку большего диаметра, через которую продували подогретый воздух использование кипящего слоя обеспечивало прекрасную теплопередачу и равномерное распределение температуры внутри кипящего слоя (термостата). Устройство для ввода реагентов состояло из механического насоса с регулируемой скоростью подачи, о котором уже говорилось выше [40], и баллона с газом-носителем. Газовый ноток из этого устройства проходил через осушитель, катарометр, измеритель потока, регулирующий вентиль и поступал в реактор. Катарометр использовали для того, чтобы следить за стационарностью условий в газовом потоке. Перед тем как смешивать жидкие реагенты с газом-носителем, их подогревали в электрическом испарителе. После выхода из реактора поток газа проходил через дозирующую петлю крана-дозатора, сравнительную ячейку катарометра и выходил в атмосферу. Периодически с помощью крана-дозатора определенные порции газа, выходящего из реактора, направляли в газовый хроматограф для анализа. В работе [41] обсуждаются различные вопросы конструирования прибора, а также описана автоматическая дозирующая система. [c.55]

Рис. XI-17. Теплообмен в реакторах с неподвижным слоем а—наружный подогрев б—внутренний теплообменник в—кольцевые охлаждающие зоны г—катализатор в трубках —катализатор в межтрубном пространстве 4 —двойные теп поотЕодя1цие трубки наружный теплообменник з—многокорпусный аппарат с промежуточной теплопередачей-

Наиболее распространенные типы охладительных колонок приведены на фиг. 171. Колонка 2 (фиг. 171, а) состоит из чугунного или стального цилиндра с трубками диаметром 14—16 мм, запрессованными межау двумя днищами. Верхнее днище 1 закреплено в цилиндре неподвижно, а нижнее 4 зажато с прокладками 5. Масло имеет значительно меньший коэффициент теплопередачи к металлической стенке, чем вода, поэтому следовало бы масло пропускать в пространство между трубами. Но в условиях эксплуатации на трубках быстро образуется пригар масла, и коэффициент теплопередачи охладительной колонки падает, а чистка наружной поверхности труб в пучке чрезвычайно затруднена. Поэтому масло пропускают по трубкам, а воду — между трубками. Для увеличения пути в межтруб-ном пространстве устраивают ряд перегородок 3. Наиболее эффективно встречное движение горячего масла и холодной воды. Для уменьшения высоты охладителей и их количества часто применяют двухсекторные колонки (фиг. 171, б), четырехсекторные (фиг. 171, в) и многосекторные. В шестисекторной колонке масло поступает в одну из нижних секций (фиг. 171, г, сечение ББ), по трубкам поднимается вверх, где при помощи коробки соединяется со второй секцией, по трубкам которой опускается [c.282]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология