Стенки аппаратах тепловой поток

По способу передачи тепла различают теплообменные аппараты поверхностные и смесительные. В первом случае передача тепла происходит через разделяющие твердые стенки, во втором — непосредственным контактом (смешением) нагретых и холодных сред (жидкостей, газов, твердых веществ). Поверхностные аппараты подразделяются на рекуперативные и регенеративные. В рекуперативных аппаратах тепло от горячих теплоносителей к холодным передается через разделяющую их стенку, поверхность которой называется тепло-обменной поверхностью, или поверхностью нагрева. В регенеративных аппаратах оба теплоносителя попеременно соприкасаются с одной и той же стенкой, нагревающейся (аккумулируя тепло) при прохождении горячего потока и охлаждающейся (отдавая аккумулированное тепло) при последующем прохождении холодного потока. Регенераторы являются аппаратами периодического действия, рекуператоры могут работать как в периодическом, так и в непрерывном режимах. Классификацию теплообменных аппаратов по конструктивному признаку мы рассмотрим ниже параллельно с описанием их устройств. [c.323]

Теплообмен между стенками аппарата и фонтанирующим слоем осуществляется, главным образом, за счет конвективного переноса тепла частицами, движущимися вниз в кольцевой зоне Значения коэффициента теплоотдачи для различных твердых материалов при развитом фонтанировании в воздушном потоке находятся в пределах от 51 до 136 Вт/(м -К) [44—117 ккал/(м -ч-°С)]. [c.642]

Нестационарный теплообмен через стенки реактора. Физическая схема данного фрагмента ФХС и соответствующая связная диаграмма показаны на рис. 2.15. Здесь левая и правая 1-струк-туры с Т-элементами отражают потоки тепла соответственно от фазы I к стенке реактора и от стенки к фазе II. Тепловая емкость самой стенки моделируется 0-структурой с емкостным элементом (С-элемент). Автоматизированный вывод определяющих соотношений нестандартного теплообмена через стенку аппарата на основе построенной связной диаграммы будет рассмотрен в третьей главе при изложении процедуры формирования системных уравнений. [c.156]

Температура стенок. Для вычисления теплового потока в. процессах теплопередачи в большинстве случаев надо знать те температуры, которые будет иметь стенка, разделяющая жидкости. Эти температуры необходимо также знать прй вычислении потерь тепла стенками аппаратов в окружающую среду. [c.291]

Если необходимо защитить стенку аппарата от действия высокой температуры, между стенкой и потоком газа с очень высокой температурой Гг устанавливается пористая или перфорированная защитная перегородка. Сквозь нее движется холодный газ или охлаждающая жидкость с температурой Т . В результате уноса полученного этим газом (или жидкостью) тепла температура пористой перегородки со стороны стенки сильно снижается до значения Гст (рис. 1У-47). Температурная эффективность охлаждения определяется отношением [c.368]

В поверхностных аппаратах имеется поверхность нагрева, через которую тепло передается от одного теплоносителя к другому. Если теплообмен между различными теплоносителями происходит через разделительные стенки и тепловой поток в них имеет всегда одно направление, теплообменник называется рекуперативным. Аппараты с переменным по направлению теплообменом между чередующимися теплоносителями, один из которых отдает тепло поверхности, а другой воспринимает это тепло, называются регенеративными. [c.7]

В псевдоожиженном слое происходит интенсивное перемешивание твердой фазы и псевдоожижающего потока. Это перемешивание значительно влияет на процессы, происходящие в псевдоожиженном слое, и является иногда фактором положительным, а иногда отрицательным. В аппаратах, предназначенных для выполнения различных теплотехнических функций, в которых конечный результат проводимого процесса определяется теплопередачей между твердой фазой и потоком или между средой и стенками аппарата, интенсивное перемешивание способствует интенсификации процесса. Наряду с этим перемешивание способствует уменьшению рабочей разности температур, что отрицательно сказывается на количестве передаваемого тепла. Естественно, что перемешивание благоприятно для аппаратов, предназначенных для смешения порошкообразных материалов. [c.18]

Температура стенок. Для расчета теплового потока в процессах теплопередачи надо знать температуру, которую будет иметь стенка, разделяющая жидкости. Это требуется также для вычисления потерь тепла стенками аппаратов в окружающую среду. [c.323]

Охлаждение. Воздух применяется для естественного и искусственного охлаждения. При естественном охлаждении нагретые продукты охлаждаются вследствие потерь тепла через стенки аппарата в окружающую среду. При искусственном охлаждении аппарат обдувается воздухом от вентилятора. В некоторых случаях воздух подается внутрь аппарата навстречу потоку жидкости. При этом охлаждение происходит не только путем теплоотдачи, но и вследствие частичного испарения жидкости. Этот способ наиболее часто используется в градирнях для охлаждения воды. [c.79]

Расход тепловых энергетических. средств определяется величиной тепловых потоков в теплообменной аппаратуре, а также неизбежными потерями тепла от стенок аппаратов и трубопроводов, вследствие утечки теплоносителей и т. д. [c.54]

Для значительной части технологических процессов в стационарном зернистом слое, протекающих с движением через этот слой газа или жидкости, характерно непостоянство температур в объеме слоя как в пространстве, так и во времени. Поток, проходящий через слой, охлаждается или нагревается через стенки аппарата при этом в объеме слоя может идти весьма интенсивное выделение либо поглощение тепла — нестационарное во времени в процессе адсорбции, десорбции, сушки и других процессах с участием твердой фазы и стационарное во времени при проведении реакций, в которых зернистый слой имеет функции катализатора или инертной насадки. [c.341]

Виды движения потоков при взаимодействии двух фаз различают визуально и по физическому состоянию, т. е. в зависимости от скорости движения, объемного газосодержания, отношения плотностей фаз, смачиваемости стенок аппарата и других параметров. Структура потоков зависит также от поверхностных сил. Вероятно в большом разнообразии визуально наблюдаемых режимов нет значительных изменений механизма передачи количества движения, тепла или массы. Однако классифицировать режимы движения двухфазных потоков [47 ] по механизму переноса трудно, так как для этого необходим детальный теоретический анализ каждого случая (условия течения одной фазы обычно значительно влияют на условия течения другой фазы). Достаточно большое [c.245]

Пример 4-1. Аппарат диаметром 2 м и высотой 5 м покрыт слоем теплоизоляции из асбеста толщиной 75 мм. Температура стенки аппарата 146 °С, температура наружной поверхности изоляции 40 °С. Определить расход тепла (тепловой поток) через слой изоляции. Решение. Средняя площадь, через которую проходит тепло [c.174]

В уравнениях (1,224)—(1,230) и на рис. 1-25 приняты следующие обозначения с — концентрация — удельная теплоемкость С — объемный расход реакционной смеси — площадь теплообмена между реакционной массой и стенкой аппарата 2 — площадь теплообмена между стенкой реактора и хладоагентом в рубашке — площадь теплообмена между реакционной массой и стенкой змеевика — площадь теплообмена между стенкой змеевика и теплоносителем в нем Нд — количество тепла, выделившегося на д-ой стадии реакции Ь — длина змеевика яго — периметр трубки змеевика 8 — площадь сечения трубки змеевика Т — температура V — линейная скорость потока V — объем реакционной смеси а — коэффициент теплоотдачи р — плотность. Индексы в — на входе в реактор, вх — на входе в рубашку зм — змеевик р — реактор ст — стенка реактора тп — теплоноситель. [c.71]

Величина коэффициентов теплопередачи между стенкой аппарата и кипящим слоем, создаваемым воздухом, может достигать 500—800 ккал/мР час°С. Истинная теплопроводность твердых частиц лежит в пределах 0,09—0,45 кал/м час °С, а толщина поверхностной пленки находится в согласии с результатами измерений температур в кипящем слое. Механизм теплообмена между кипящим слоем и окружающей.его стенкой в том виде, как он описан выше [16, 33], несколько отличается от механизма, предложенного другими исследователями [7, 19, 25]. Эти последние объясняют высокие значения коэффициентов теплопередачи поглощением тепла частицами, движущимися вниз вдоль поверхности теплообмена. Поглощение тепла связывается со скоростью движения частиц у стенок, а эта последняя в свою очередь свят запа [25] с эффективностью флюидизации. Тепло от стенки радиально передается частицам, которыми оно переносится в нижнюю часть кипящего слоя и сообщается поступающему холодному газу. В условиях поршневых движений коэффициент теплопередачи понижается. По мнению Дау и Джакоба [7], в этом с.пучае поток частиц, движущихся вниз, перемешивается с основной их массой, находящейся в объеме, прежде чем достигнет нижней части слоя. Вследствие этого при поршневых движениях уменьшается коэффициент теплообмена. [c.28]

Диаметр таких аппаратов определяется механической прочностью платиновых сеток. Наиболее распространенные аппараты имеют диаметр 1,1 п2 м, реже 2,8 м. Однако сетки при движении газа снизу вверх выгибаются под действием газового потока на 100—200 мм. Температура сеток у стенок аппарата вследствие потерь тепла в окружающую среду на 20 —40° ниже, чем в центре, что приводит к неравномерности контактирования на различных участках сеток. Так, по периферии выход окиси азота на 2— 2,5% ниже, чем в центре. Производительность аппаратов диаметром [c.68]

Регенераторы в установках для разделения воздуха. В описанных выще установках теплообмен осуществляется через стенку, разделяющую газовые потоки, что требует больших поверхностей и вызывает значительные потери давления. В ряде случаев на установках для разделения воздуха возможно применение регенераторов. Регенераторы (стр. 183) представляют собой парные аппараты, в одном из которых уходящие из системы газы отдают насадке свое тепло (или холод), в то время как в другом поступающие в систему газы нагреваются (или [c.304]

Если же два или большее число теплоносителей попеременно соприкасаются с одной и той же поверхностью нагрева, то теплообменные аппараты называются регенеративными. В период соприкосновения с одним из теплоносителей стенки аппарата получают тепло и аккумулируют его в следующий период— соприкосновения другого теплоносителя с той же поверхностью стенок — аккумулированное тепло передается теплоносителю. Направление теплового потока в каждой точке стенок во втором периоде теплообмена изменяется на противоположное. [c.11]

Исследование теплообмена между стенкой и фонтанирующим слоем при использовании воды в качестве ожижающего агента показало, что в этом случае перенос тепла твердыми частицами, движущимися вдоль стенки аппарата, теряет свое значение по сравнению с конвективным переносом потоком самой воды. Медленное направленное движение твердых частиц в кольцевой зоне, по всей вероятности, ослабляет эти конвективные потоки коэффициенты теплоотдачи в фонтанирующих слоях составляли 430— 580 Вт/(м -К) [370—490 ккал/(м Ч-°С)], тогда как в пустом аппарате без твердых частиц при тех же рабочих скоростях они превышали ИЗО Вт/(м К) [975 (ккал/м ч-°С)]. [c.644]

V. Определение Хг и Х1 по результатам измерения температур в трубе с зернистым слоем, охлаждаемой снаружи, при параллельном и встречном направлении потоков тепла и газа. Схема зксперимента показана на рис. IV. 4, в., В торце цилиндрического аппарата помещен электронагреватель, создающий равномерный тепловой поток. Стенки аппарата охлаждаются интенсивным потоком воды. В зернистом слое создается двухмерное температурное поле. Каждый опыт проводят при двух направлениях потока газа, имеющего одинаковую скорость. Ниже ар иведено аналитическое описание методики, разработанной в [23]. [c.115]

В более общем случае необходимо учитывать различие температур потоков (Гс и Т и внутренний теплообмен между ними. Если принять, что тенло через стенку аппарата передается от нотока реагирующей смеси, то соответствующий член включается только в уравнение теплового баланса смеси. Естественно, что если тепло при реакции выделяется, оно расходуется на нагрев более холодного потока, а при поглощении тепла реакцией оно отбирается от более горячего потока. С учетом сказанного для холодного потока — смеси и горячего потока — контактной массы тепловые уравнения получим в виде [c.103]

На всасыванпи первой ступени компрессора синтез-газа эксплуатируется четырехвентиляторный ABO с горизонтальным расположением на напорной ступени вентилятора одноходовых трехрядных теплообменных секций. Привод четырехлопастных вентиляторов осуществляется через клиноременную передачу от электродвигателя мощностью 22 кВт. Для регулирования температуры газа на выходе ABO в боковых стенках всасывающей камеры вентилятора расположены жалюзийные решетки, обеспечивающие сокращение расхода воздуха при понижении температуры газа ниже расчетного значения (28 °С). Для этой же цели предназначены жалюзи, расположенные между группами вентиляторов, что позволяет осуществлять рециркуляцию горячего воздуха с выхода теплообменных секций на всасывание вентиляторов. Рециркуляция горячего воздуха будет тем интенсивнее, чем плотнее закрыты жалюзи в верхней части аппарата. Тепло-обменные секции наклонены по ходу движения синтез-газа, поэтому при конденсации водяных паров исключена возможность образования пленки флегмы и обеспечивается равномерность теплопередачи по поверхности. ABO имеет коэффициент теплопередачи 30,5 Вт/(м2 К) при расчетном тепловом потоке 7,6 МВт. [c.17]

Две аналогичные модификации конструкции регенератора предложены в патенте [229] регенератор также разделен перегородкой на две зоны. Отходящий газ с вынесенным катализатором выходит из плотного псевдоожижениого слоя в зону разреженной фазы катализатора через отверстие в центре перегородки, к которому по трубке подводится воздух для дожига СО в Oj. Далее катализатор, в основном отделившись от потока газов за счет различия в скоростях, ссьшается через отверстие у стенки аппарата и поступает в псевдоожиженный слой. Обмен катализатором между верхней и нижней зонами регенератора может составить от 30 до 300% обмена катализатором между реактором и регенератором В соответствии со вторым вариантом в верхней зоне регенератора расположены верхняя и нижняя перегородки, которые обеспечивают более четкий контакт катализатора с газами и потоков катализатора между собой. Унесенный катализатор попадает вначале на верхнюю перегородку, затем ссьшается на нижнюю, наклоненную к центру аппарата, получая дополнительное тепло от потока газов. [c.130]

Физическая модель этой схемы следующая движущийся со скоростью кусковой материал, имеющий одинаковую температуру и высоту Н , вступает в теплообмен с газом, температура которого на входе в слой равна Скорость газового потока на свободное сечение оценивается величиной , а его толщина При упрощенном рассмотрении процессов теплообмена в слое кусковых материалов используют двумерную схему расчета (см. кн. 1, гл. 5, п. 5.2) и исходят из следующих допущений слой кусковых материалов однороден по своему фракционному составу тепловой поток от газа к кускам в любой точке слоя пропорционален разности температур между газом и поверхностью кусков, т.е. определяется законом Ньютона коэффициент теплоотдачи от гдаа к кускам одинаков не только для всех точек поверхности куска, но и по всей высоте и сечению слоя теплофизические свойства кусков слоя и газа не зависят от температуры и принимаются средними передача тепла в газе и в слое от куска к куску путем теплопроводности отсутствует изменения в объеме газа и слоя, связанные с изменениями температуры, невелики, что позволяет пренебречь ими потоки газа и кусковых материалов равномерно распределены по сечению аппарата и расходы их неизменны стенки аппарата, где размещается слой, непроницаемы для газа и идеально теплоизолированы. [c.162]

В пограничном слое у стенки аппарата интенсивность этих конвекционных потоков должна естественно уменьшаться. Пограничный слой у стенки трубы должен быть в значительной части поверхности ламинарным. Кроме того, количество точек контакта на единицу поверхности между зернами и стенкой аппарата значительно меньше, чем между зернами соседних в радиальном направлении рядов (см. раздел 1.2), что также должно привести к повышению сопротивления теплопереносу у стенок аппарата в области малых значений Reg, где теплопроводность в значительной мере определяется переносом через твердую фазу и величиной контактов между зернами. Следует отметить, что на неизбежность наличия пленочного сопротивления при теплопередаче из аппаратов с зернистым слоем при движении в нем газа не обращалось надлежащего внимания. В значительной части работ, посвященных анализу теп-лоиерехода в зернистом слое, тепловое сопротивление было отнесено к переносу тепла из ядра газового потока к стенкам при бес- [c.366]

Схема аппарата, разработанного Клузиусом и Дикелем [3], показана на рис. 13. Он состоит из высокой вертикальной кольцевой газовой камеры, внутренняя стенка которой нагревается до Ti паром или электричеством, а наружная стенка охлаждается водой до Tg. Поток тепла от внутренней к наружной стенке ведет к возникновению радиального градиента концентрации, при котором более легкий компонент обычно, но не всегда, концентрируется у нагретой внутренней поверхности. Поток тепла вызывает также конвекционные токи, как это показано стрелками, с потоком вверх, примыкающим к нагретой Стенке, и противоточиым потоком вниз, примыкающим к охлажденной стенке. Если две стенки достаточно близки, диффузия между двумя потоками происходщ-со значительной скоростью, причем достигается обогащение легким компонентом по вертикали. Таким образом Клузиус и Дикель превратили рассмотренный Чепманом и Энскогом процесс, осуществляемый отдельными ступенями, в колонный процесс. [c.50]

Интересной конструкцией, в которой эффективно используется контактная теплоотдача в условиях закрученного потока, является сушилка системы Рурхимия [138]. Она представляет собой (рис. VI-19) вертикальную трубу 1 диаметром до 2 м и длиной до 25 м. Коаксиально с трубой 1 размещена внутренняя труба-вытеснитель 4, снабженная спиральными поверхностями в виде четырехзаходного винта. Вытеснитель вращается со скоростью до 10 об/мин для предотвращения налипания материала на стенки аппарата. Наружная труба и вытеснитель обогреваются паром. Материал, подаваемый питателем 2, транспортируется, потоком газа по спиральной траектории в пространстве между трубами и винтовой лентой. Высушенный продукт выносится в циклон 3, где. отделяется от транспортирующего газа, который циркулирует в системе, йсушаясь в холодильнике-конденсаторе 5. Газ нагревается главным образом за счет тепла, подводимого к вытеснителю. Часть тепла передается непосредственно материалу путем кондук-тивной теплопередачи. Отсутствие калорифера и относительно небольшой расход газа делают такие аппараты особенно эффективными при сушке химических материалов от органических растворителей в замкнутом цикле инертного газа. [c.193]

Количество теплоты, поступающей в реактор, складывается из физической теплоты входящего потока исходных реагентов М1С1Т1 и теплоты, выделяющейся в результате химической реакции НгУ, где V — объем, занимаемой реагирующей массой. Из реактора теплота отводится с уходящим потоком продуктов реакции М2С2Т и за счет теплопередачи через стенку аппарата или через специальные тепл обменные поверхности, помещенные внутрь реактора КР Т — Тх), гце к — коэффициент теплопередачи, Р — площадь теплоотводящей поверхности, Гх — среднее значение температуры [c.110]

Вытяжку загрязненного воздуха всегда следует проводить в направлении его естественного движения. При этом необходимо учитывать, ЧТО в распространении газов внутри помещений решающую роль играет циркуляция воздуха, особенно конвекционные его потоки. Скапливание в нижних зонах паров и газов, более тяжелых, чем воздух, происходит лишь при полном отсутствии восходящих конвекционных потоков, когда газ не только тяжелее окружающего воздуха, но и имеет одинаковую с ним температуру. Испарение, например, больших количеств таких легколетучих веществ, как диэтиловый эфир, бензин, ацетон и других, сопровождается поглощением тепла из воздуха смесь воздуха с парами этих веществ имеет тенденцию опускаться в нижнюю зону помещения, откуда их и следует отсасывать. Однако в подавляющем большинстве случаев воздух нагревается у стенок аппаратов и нагретые газы и пары устремляются вверх, увлекая более тяжелые газы и пыль в верхнюк> зону помещения, откуда они удаляются естественной вытяжкой — дефлекторами и вентиляционными фонарями. [c.434]

ЛЯ. В реакторе отсутствует передача тепла от нагревателя в слой катализатора через стенку аппарата — слой катализатора нагревается потоком предварительно нагретой реакционной смеси и омывается снаружи потоком выходящей из слоя катализатора смесц. Внутри реакционного объема расположены две термопары (одна над слоем, другая — в слое катализатора). [c.56]

Встречаются аппараты, которые можно рассматривать как трубы (колонны), наполненные насадкой (например кольцами Рашига), через которую проходит поток. Не входя в детали механизма теплопередачи в такой системе, можно говорить об аналогичных коэффициентах теплообмена между стенкой трубы и потоком. С помощью этих коэффициентов, зная поверхность трубы и насадочных элементов, а также температуры потока и стенки трубы, можно определить количество передаваемого тепла. Исследования Лева [29] показали, что в этом случае следует пользоваться критерием Рейнольдса, выраженным через средний эквивалентный диаметр насадки d. (для смеша1пшй насадки кя вычисляется аддитивно с учетом объемных долей разных фракций) или через фиктивный расход потока G в расчете на пустую трубу Но критерий Нуссельта вычисляется как обычно по диаметру трубы D и теплопроводности жидкости Я (т. е. Nu = - j. [c.407]

Чаще всего приходится иметь дело с теплообменом между двумя потоками (горячим и холодным), разделенными поверхностью (стенка трубы, стенка аппарата). Это значит, что элементарное количество тепла йд, полученное одним потоко1М, отдано другим. [c.475]

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]

При разработке аппаратуры для подобных процессов следует предусматривать эффективные способы отвода тепла. При этом целесообразно предусматривать подачу в аппарат охлажденного пнертного газа соответствующего давления в случае резкого повышения температуры. Для сохранения прочности металла корпуса внутреннюю поверхность аппарата необходимо охлаждать потоком холодного циркулирующего газа, по возможности не допуская нагрева стенки выше 300°С. Для изготовления корпусов колонн синтеза нужно применять специальные стали, сохраняющие свои прочностные характеристики до определенной температуры. Поэтому даже при кратковременных перегревах аппаратов выше расчетной температуры не следует повторно включать их в работу без тщательного обследования состояния металла корпуса и сварных швов. [c.334]

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]