Теплопередача через стенку

Другие проблемы возникают при исследовании реакторов с неподвижным слоем мелких частиц катализатора. Профиль скоростей становится при этом более однородным, однако вследствие нерегулярности упаковки слоя возможно образование каналов со сравнительно высокой скоростью потока. В то же время обтекание потоком твердых частиц приводит к довольно интенсивному поперечному и некоторому продольному перемешиванию потока. Дополнительно к проблемам теплопередачи через стенку трубы в этом случае возникают проблемы, связанные с переносом тепла от потока к поверхности твердых частиц и внутри зерен катализатора (см. главу VI). Здесь мы будем предполагать, что имеется квазигомогенное кинетическое выражение для скорости реакции, отнесенной к единице объема реактора, которым можно пользоваться при расчетах. [c.255]

Точное определение данного фактора, оказывающего влияние на величину действительного коэффициента теплопередачи к, часто находится вне пределов наших возможностей. Однако в практических расчетах мы должны его учитывать. Подробно речь о нем шла в главе Теплопередача через стенку . [c.166]

В теплообменниках, подогревателях (вообще в процессе теплопереноса между двумя фазами, разделенными перегородкой) появляются твердые отложения (выделения) со стороны протекающей жидкости. Это могут быть отложения солей (из жесткой воды), смолы, ржавчины или других механических загрязнений. Такие отложения приводят к замедлению процесса теплопередачи через стенки, причем отсюда следует, что коэффициент перехода является функцией времени а ( ), ( ) и 7 (1). [c.311]

При сохранении химического подобия на геометрию и режим теплопередачи также накладываются определенные ограничения, но они не являются столь жесткими, как в случае динамического подобия. В табл. 76 приведены геометрические соотношения для гомогенных и гетерогенных реакторов при двух различных соотношениях между размерами частиц и объемом аппарата. Аналогично, в табл. 77 показаны характеристики теплопередачи через стенки сосуда для модели и прототипа, объемы которых находятся в отношении 1/Х . В обеих таблицах диффузионный массообмен не учитывается. [c.347]

Пример Х-2. Рассмотреть реакцию в газовой фазе, протекающую при большой потере напора в трубчатом проточном реакторе. Вывести соотношения между размерами прототипа и модели, необходимые для химического подобия, если массовые расходы реагирующей газовой смеси находятся в отношении X. Сравнить также теплопередачу через стенки сосуда. [c.348]

Если теплопередача через стенку реактора отсутствует, то коэффициент теплопередачи Л = 0. В этом случае, как видно из уравнения (11,71), ц = 1, и уравнения (11,70) примут вид [c.100]

Поэтому теплопередача через стенку при наличии градиента скорости может при некоторых особых обстоятельствах давать более сложный температурный профиль, подобный изображенному схематически на рис. 10, в. Однако обычные профили, получаемые при экзотермических реакциях в реакторах с внешним охлаждением, больше соответствуют приведенным на рис. 10, а. Экспериментальные данные этого рода приводились выше (см. рис. 3). [c.53]

При этих допущениях математическую модель рассматриваемого процесса можно представить системой уравнений материального и теплового балансов для элементарного объема трубчатого реакторного устройства. С этой целью выделим элементарный объем трубы, заполненный катализатором, на расстоянии от I до / + (И. Обозначим массовый поток кислородсодержащего газа с плотностью у г и теплоемкостью через Fo, текущую концентрацию кислорода в нем — С, содержание кокса на катализаторе — р, насыпную плотность катализатора — у, теплоемкость его —с,,, долю свободного объема в слое — е, сечение трубы — 8, температуру процесса — Т, скорость реакции, измеренную по кислороду и отнесенную к единице реакционного объема — ю, соотношение скоростей реакции по кислороду и коксу — Р, тепловой эффект реакции (положителен для эндотермического процесса) — д, коэффициент теплопередачи через стенку — к- , поверхность трубы на единицу длины ее слоя — 5 01 температуру наружного воздуха — Гн. [c.306]

Проведенные ранее расчеты [3] показывают, что для промышленного аппарата потери тепла за счет теплопередачи через стенку составляют не более 4% общих потерь тепла. Поэтому можно считать, что реактор адиабатический и 55 — это тенло, передаваемое от нагретой внешней поверхности катализатора парам сырья за счет теплоотдачи. [c.87]

Для случая неаднабатнческих реакторов и реакторов, снабженных рубашками, простейший метод, позволяющий в первом приближении учесть изменение температур, предусматривает допущение о локализации этих градиентов у стенки. Иными словами, предполагается, что по поперечному сечению реагирующей среды температура системы имеет постоянное значение Т( (как это имеет место в реакторе идеального вытеснения), но у стенки она меняется до значения Тц7, причем изменение носит ступенчатый характер (рис. 10,г). Такое допущение, несомненно, является весьма грубым, хотя оно и лучше допущения о равенстве и Т у. С учетом сказанного расчет адиабатического реактора проводят так же, как и реактора идеального вытеснения (как это указано в 2.2, а также в Приложении II к настоящей главе), с той лишь разницей, что теперь в уравнение теплового баланса вводится член, характеризующий теплопередачу через стенку. Для наглядности рассмотрим цилиндрический реактор вытеснения, у которого 11А — площадь стенки, соответствующая элементу объема реактора с1Уг, приведенного на рис. 9. Если г — радиус цилиндра, то нетрудно видеть, что ёА =2с1Уг/г. Следовательно, количество тепла, перенесенного от среды к стенке в элементе йУг, будет равно [c.54]

На рис. 159 показан температурный профиль ребойлера с огневым подогревом. Коэффициент теплопередачи через стенку П-образной трубы ребойлеров этого типа находится в пределах 34 300—39 200 ккал/(м2-ч °С). Практика показывает, что для максимального срока службы жаровых труб огневых подогревателей теплонапряжение единицы их поверхности должно быть не более 16 275 ккал/(м2.ч). При этом теплопроизводительность газовой горелки подогревателя, отнесенную к поверхности труб, желательно поддерживать на уровне 27 125 ккал/(м2-ч). Расход тепла при регенерации ТЭГ в таких ребойлерах составляет около 135 ккал на 1 л раствора. [c.237]

В трубчатой печи происходит сложный процесс передачи тепла от раскаленных газов к жидкости, текущей в трубах, причем здесь имеют место все 3 способа теплопередачи. Эту передачу тепла можно разделить на теплоотдачу от газов внешней поверхности трубы, теплопередачу через стенку трубы и на теплоотдачу от внутренней поверхности труб протекающей по ней жидкости. При изучении теплопередачи в трубчатых печах мы прежде всего изучаем теплоотдачу пламенем и раскаленными газами внешней поверхности труб, так как дальнейшее прохождение тепла через стенки трубы к жидкости уже подробно теоретически разработано для расчета теплообменников. [c.61]

Процесс необходимо проводить прн постоянной температуре (—15° С). Поэтому используется реактор с перемешиванием, позволяющим поддерживать одинаковую тем-пературу во всей реакционной массе (рис. 111-8). Эффективное перемешивание приводит к высокому коэффициенту теплопередачи через стенки реактора. Если прп малых степенях превращения для этого достаточно обычного перемешивания, то при больших степенях превращения вследствие увеличения вязкости среды требуются особые условия. Действительно, простое перемешивание уже не может создать турбулентные потоки, и поэтому становится необходимым разделить реакционную массу на небольшие объемы, которые перемещались бы к стенкам реактора, охлаждались и затем перемешивались. [c.129]

Здесь обозначены I — время контакта в теплообменнике Т — температура контактного газа Тп — температура пара А — коэффициент теплопередачи через стенку трубки от пара к контактному газу уд — удельная поверхность теплообмена контактного газа с паром. [c.298]

Обозначим величины, характеризующие процессы, приводящие к из менению внутренней энергии реагирующей смеси за время dt, через dQi -изменение вследствие тепловых эффектов реакций, dQ2 — то же, вследствие теплопередачи через стенку реактора, dQj — то же, за счет подачи исходных реагентов, /Q4 — то же, благодаря отводу реагирующей массы, dQ — результирующее изменение внутренней энергии. [c.226]

Коэффициент теплопередачи через стенку К, рассчитывается по формуле [c.241]

Находят коэффициент теплопередачи через стенку К [в кДж/(м2-ч-°С)] [c.114]

ГО ТИПОВ С лопастями, повторяющими по своим очертаниям профиль корпуса. В этих конструкциях зазор между стенкой корпуса и перемешивающим устройством невелик (D/d < 1,05- 1,25). Это обстоятельство обусловливает большую турбулентность потока у самой стенки, что способствует лучшей теплопередаче через стенку и препятствует отложению осадка на [c.447]

Прежде всего трубчатые реакторы можно разделить на аппараты с пустыми трубами и аппараты с неподвижным слоем твердых частиц. Если реакция сопровождается тепловым эффектом, то ее ход будет зависеть от скорости теплопередачи через стенку трубы. Если внешняя стенка трубы теплоизолирована, то мы имеем дело с адиабатическим трубчатым реактором, рассмотренным в предыдущей главе. Если тепло реакции отводится или подводится через стенку, то сразу возникает проблема теплопередачи от реагп- [c.254]

Теперь поставим вопрос, как оценить величину Л. Прежде всего Q представляет собой скорость теплообмена, отнесенную к единице объема слоя, и потому /г имеет вид Ыр, где р — площадь поперечного сечения реактора, деленная на периметр охлаждающей поверхности (иногда эту величину называют гидравлическим радиусом), и к — коэффициент теплопередачи, отнесенный к единице охлаждающей поверхности. В рассматриваемой системе, очевидно, существуют три последовательных сопротивления теплопередаче от реагирующей смеси или зернистого слоя к стенке реактора, через стенку реактора и от стенкп к теплоносителю. Последнее сопротивление зависит от характеристик потока теплоносителя и может быть оценено стандартными методами, применяемыми при расчете теплообменников. Скорость теплопередачи через стенку определяется решением задачи теплопроводности. Для гомогенного реактора скорость теплопередачи от реагирующей смеси к стенке также оценивается стандартными методами, но для зернистого слоя вопрос более сложен. Эксперименты [c.272]

Задача составления структурной схемы объекта является весьма ответственной и трудно формализуемой. Так, например, степень детализации при раздглении однотх) и того же объекта на звенья может быть различной. Для охлаждаемого химического реактора с мешалкой в качестве звеньев можно принять реакционный объём, стенку реактора, объём хладрагента. При болае детальном исследования в объекте можно учесть теплоемкость и потери тепла через мешалку, а также теплопередачу через стенку "рубашки" в окружающую среду. [c.13]

Для расчета теплопередачи через стенку, на которсГй осаждаются различные примеси, содержащиеся в жидкостях, на основе данных практики были установлены коэффициенты загрязнения поверхностей нагрева для некоторых широко применяемых жидкостей. Значения их приведены в табл. 40 в виде сопротивления — [c.159]

Удобство нагрева сосудов при помощи греющей рубашки состоит в основном в том, что имеется возможлость полной очистки внутренних поверхностей стенок сосуда, на которых часто образуются пригары, осаждается обрабатываемое сырье или различные примеси, что ухудшает теплопередачу через стенку. Доступ к местам, подлежащим очистке, и очистка их у аппаратов с греющей рубашкой по сравнению с аппаратами, оснащенными нагревательным змеевиком или другим нагревательным элементом, лучше и легче. Греющая рубашка необходима также там, где для переме- [c.187]

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]

Иногда теплопередача соприкосновением и теплопередача через стенку невозможны. Например, при теплопередаче температура в теплообменнике может быть слищком высокой или обменивающиеся теплотой среды могут оказывать сильное коррозионное воздействие на материал стенки. В этих случаях возникают трудности выбора конструкционного материала с большой термической и коррозионной стойкостью, обладающего одновременно высокой [c.385]

Диаметрально противополоя ный случай имеет место при отсутствии теплопередачи через стенку. Реакторы такого типа называют автотермическими. Другой используемый с той же целью термин — адиабатические реакторы — менее удачен, хотя бы потому, что всякий проточный реактор (и в том числе авто-термический) — это открытая система, которая с точки зрения термодинамики не может быть названа адиабатической. [c.15]

Чтобы записать подобное уравнение для реактора периодического действия, необходимо приравнять скорость изменения энергии смеси и разность теплоприхода и теплорасхода реактора за единицу времени. Теплоприход обусловлен тепловыми эффектами реакций (если они экзотермические), теплорасход — теплопередачей через стенку реактора. При расчете теплоотвода примем, что теплоемкость стенки очень велика по сравнению с теплоемкостью реагирующей смеси, и поэтому температуру стенки можно считать постоянной. Если реактор снабжен рубашкой, через которую прокачивается хладоагент, то при достаточно большой скорости прокачки темперагуру хладоагента также можно считать постоянной. При этих условиях уравнение теплового баланса запишется так [c.20]

Эта система является частным случаем системы (111,65) и поэтому для нее справедливы основные выводы исследования, проделанного в предыдущем разделе. Однако отсутствие теплопередачи через стенку приводит к тому, что рассматриваемая модель описывает лишь часть случаев, характерных для неавто-термического реактора. [c.109]

В заключение остановимся на вопросе о том, при каких условиях фазовая плоскость реакторов непрерывного действия не содержит предельных циклов, т. е. в соответствующих системах не могут возникнуть автоколебания. Воспользуемся изложенными в главе 111 результатами исследования автотермического реактора непрерывного действия, т. е. реактора, в котором отсутствует теплопередача через стенку. Система уравнений, описывающая поведение автотермического реактора, получается из (IV, 8) при X = ц, т. е. X = iijX = 1. Как было показано в главе III, положения равновесия этой системы расположены на интегральной прямой. Так как фазовые траектории не могут пересекаться, то отсюда следует, что фазовая плоскость автотермического реактора не может содержать предельных циклов [c.153]

В момент времени ti прекращается иодача реагента а / 2 и начинается нагревание реагента, продолжающееся до момента врс-Чени t-j. Моде.чью системы яв./нется ураннение теплопередачи через стенку аппарата, а изменяющимся параметром—температура в нем. В момент 2 нагревание заканчивается, начинает-я реакция, а мС де,.чью является система уравиеинн периодического реактора (тепловой и материальный баланс), изменяется концентрация реагента. Так как условия реакции изотермические, выделяющееся тепло реакции пере-дает я хладагенту. Последовательность операций определится моделью их смены. [c.155]

С Со —текущая и начальная концентрации, мол. доли Т, — текущая и начальная температуры, °К — температура кладо-агента, °К о эф,, — эффективные коэффициенты радиальной и продольной диффузии, м 1сек Я эф.,Лэф.—эффективные коэффициенты радиальной и продольной теплопроводности, ккал-м X хсек -град а — общий коэффициент теплопередачи через стенку трубки от слоя катализатора к охлаждающей среде, ккал- -сек- X X град I — радиус и длина трубки, м г, I — текущие радиус и длина трубки, м V — скорость газа (в расчете на нормальные условия), м1сек Ср—теплоемкость газа, ккал-м -град Qp — тепловой эффект реакции, ккал моль X, 0) — кинетическое уравнение Хц, 00 — степень превращения и безразмерная температура на входе в реактор. [c.485]

К — коэффициент теплопередачи через стенку теплообменного элемента от внешнего теплоносителя к жидкости, кДж/(м2-°С) / —поверхность теплопередачи теплообменного элемента, м А/—средняя разность температур теплоносителей, °С. При непосредственном контакте теплоносителя со средой количество подводимого тепла Пт определяют по разности теплосодержания теплоносителя на входе в теплообменмый элемент и на выходе из него. [c.247]

Расчет теплообмена в топке можно разбить на два крупных этапа 1) вычисление обобщенных угловых коэффиплентов излучения между зонами, коэффщиентов теплопередачи через стенки труб и кладку печей, коэффициентов теплоотдачи соприкосновением меаду зонами, тепловыделение по длине факела и другие величины 2) решение системы уравнений теплового баланса зон и наховдение распределения температур и тепловых потоков в радиационной ка1лере. [c.178]

Наибольшая трудность промышленного осуществления крекинга метана с целью получения ацетилена как с технической, так и с экономической точек зрения заключается в необходимости применения весьма высоких температур (порядка 1500—1600° С). Выбор огнеупорного материала для этих условий ограничивается практически двумя веществами, а именно искусственным корундом (аШпйит) и карборундом. Нагрев метана должен производиться следующим образом. Печь, содержащая кладку из кирпичей указанного материала в шахматном порядке, нагревается путем сжигания предварительно нагретого естественного газа прн нагнетании воздуха, после чего в печь пускается метан, разбавленный водородом, азотом, окисью углерода или углекислотой. Вряд ли практически осуществим нагрев метана путем теплопередачи через стенки какой-либо замкнутой камеры. [c.42]

Основные процессы и аппараты Изд10 (2004) -- [ c.296 ]

Вспомогательные процессы и аппаратура анилинокрасочной промышленности (1949) -- [ c.200 ]

Процессы и аппараты химической технологии Издание 3 (1966) -- [ c.363 , c.371 ]

Основные процессы и аппараты химической технологии Издание 8 (1971) -- [ c.311 ]

Процессы и аппараты нефтегазопереработки Изд2 (1987) -- [ c.124 ]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология