Теплообмен при конденсации пара в труб

К таким аппаратам относятся теплообменники для нафева сырья испарители или рибойлеры, термосифонные кипятильники, служащие для внесения тепла в низ ректификационных колонн конденсаторы смешения или кожухотрубчатые водяные конденсаторы-холодильники для конденсации паров и охлаждения легких фракций конденсаторы для глубокого охлаждения углеводородных газов водяные холодильники, конденсаторы-холодильники воздушного охлаждения. Наиболее распространенными теплообменными аппаратами в нефтеперерабатывающей промышленности являются кожухотрубчатые теплообменные аппараты, теплообменники труба в трубе , рибойлеры, конденсаторы-холодильники воздушного охлаждения. [c.79]

Коэффициент теплоотдачи при конденсации пара на горизонтальных трубах конденсатора определяется толщиной пленки жидкости, покрывающей поверхности труб. На нее, в свою очередь, оказывает влияние скорость пара в межтрубном пространстве, так как пар сдувает конденсат. Кроме того, течение пленки конденсата при взаимодействии с турбулентным потоком пара становится также турбулентным. На толщину пленки оказывают влияние стекание конденсата с одной трубы на другую (стекание переохлажденных капель на расположенные ниже трубы ведет к дополнительному росту теплообменной поверхности) и другие факторы. В случае малых скоростей пара коэффициент теплоотдачи хорошо описывается соотношением (3.32). [c.248]

Пленочная конденсация пара на наружной поверхности труб и стенок. Интенсивность теплоотдачи в этом случае зависит от свойств конденсирующегося пара, теплового напряжения поверхности конденсации или. температурного напора М = 1, — 1 , формы и компоновки теплообменной поверхности. [c.125]

Теплообмен при пленочной конденсации внутри горизонтальной трубки в настоящее время почти не изучен. Для этого случая теплообмена нет достаточно надежных расчетных формул даже для такого теплоносителя, как водяной пар. Для определения коэффициента теплоотдачи при пленочной конденсации внутри горизонтальной трубы в первом приближении можно пользоваться формулой (99), служащей для определения а при конденсации паров на горизонтальных трубах. [c.171]

Конденсация паров происходит в объёме закрученного потока, а также на внутренней охлажденной поверхности труб или, как их еще называют, камер энергетического разделения. Процесс конденсации паров на охлаждаемой поверхности зависит от скорости перемещения пара к поверхности, от коэффициента конденсации (отношение числа конденсирующихся молекул к общему числу молекул этого вещества в потоке, достигающем поверхности конденсации) и скорости отвода тепла от охлаждаемой поверхности. Пленочная конденсация определяется термическим сопротивлением пленки жидкости, которая зависит от режима её течения и толщины. Конденсация паров сопровождается двумя процессами -теплообменом и массообменом. В нашем случае следовало учесть, что при переносе вещества с большей интенсивностью, чем интенсивность теплообмена, парциальное давление паров будет меньше давления, соответствующего насыщенному состоянию. Конденсация на охлаждаемой поверхности будет происходить, если её температура не превышает точку росы. [c.231]

В зависимости от условий протекания процесса различают ре- жимы полной и частичной конденсации пара в трубах. В первом случае, при полной конденсации пара, из противоположного конца трубы вытекает только конденсат. Во втором случае, при частичной конденсации пара, на выходе из трубы течет парожидкостная смесь и теплообмен на всей длине трубы определяется закономерностями двухфазного потока. [c.139]

В теплообменных трубах камеры охлажденного потока (31) происходят отделение капельной влаги совместно с дисперсной фазой масла и частичная конденсация паров влаги и масла. Жидкая фаза в виде эмульсии (или суспензии) [c.93]

Рассмотрим условия образования монодисперсного тумана в аппарате теплообменного типа, использовав для этого данные расчета процесса конденсации пара серной кислоты в трубе, охлаждаемой снаружи (стр. 170). [c.279]

А. В. Чечеткин. Теплообмен при конденсации паров даутерма и дифенила на вертикальной трубе. Котлотурбостроение , 1950, 2. [c.291]

При конденсации пара внутри труб количество пара постепенно уменьшается от входа к выходу, а количество конденсата возрастает. Это приводит к изменению скорости движения пара, которая постепенно снижается. В то же время скорость течения конденсата растет. При полной конденсации скорость пара меняется от максимума до нуля. Вследствие постепенного увеличения количества конденсата в пленке режим течения пленки может перейти из ламинарного в турбулентный. Это все говорит о сложности решения вопроса о конденсации в трубах. Так, при полной конденсации пара в начале трубы теплообмен определяется условиями конденсации, а в конце трубы имеет место обычный однофазный теплообмен. Конец трубы весь заполнен жидкостью и для расчета следует использовать законы конвективного теплообмена в однофазной среде. [c.158]

Уравнения энергии, массы и количества движения, выведенные в предыдущем разделе для теплообмена конвекцией, могут быть теперь использованы для анализа различных типов жидкостных и газовых теплообменников. Например, можно исследовать теплопередачу к трубе, помещенной в пространстве, заполненном хорошо перемешиваемой средой. Температура окружающей среды может быть постоянной или изменяться во времени, но при этом не изменяется вдоль оси трубы. Могут быть рассмотрены как жидкости, так и газы. Труба может обладать или не обладать тепловой емкостью. В более сложных случаях жидкость или труба, или жидкость и труба вместе могут обладать проводимостью в направлении оси трубы. Для толстостенных труб следует рассматривать градиент температуры в радиальном направлении для самой трубы. В некоторых случаях теплообмен может сопровождаться конденсацией пара или кипением жидкости. [c.217]

Змеевиковые теплообменники. Змеевиковый теплообменник изображен на рис. 47. Он состоит из стального корпуса 1, закрытого с обеих сторон стальными крышками 2, которые болтами прикреплены к кожуху внутри кожуха расположен змеевик 3 из стальных труб, выходящий одним концом через верхнюю крышку, а другим концом через боковую поверхность вблизи нижней крышки. В нижней и верхней частях корпуса аппарата имеются штуцеры 4 и 5 для входа и выхода второго продукта, участвующего в теплообмене. Если змеевиковый теплообменник применяется для охлаждения и конденсации паров холодной водой, то пары вводятся в змеевик сверху, а охлаждающая вода в кожух аппарата—снизу. [c.144]

Конденсаторы служат для конденсации паров азота, поступающих из нижней ректификационной колонны они представляют собой трубчатые теплообменные аппараты, концы труб которых впаяны в трубные решетки. [c.455]

Условия охлаждения обжигового газа. Для уменьшения образования серного ангидрида вследствие каталитического окисления сернистого газа на высокоразвитой поверхности огарковой пыли (особенно при наиболее благоприятной для этого процесса температуре около 650° С), а также во избежание возможности последующих процессов сульфатизации огарковой пыли в газовом тракте (температурный максимум сульфатизации железа около 500° С) обжиговые газы на выходе из печи необходимо быстро (за 0,3—0,4 сек) охлаждать с 850—900 до 450—400° С. Чтобы предотвратить конденсацию паров серной кислоты на поверхности труб котла и теплообменных элементов, давление водяного пара в трубах должно быть не менее 25 ат. Учитывая целесообразность использования пара для получения электроэнергии, котлы следует рассчитывать на давление пара не. менее 40 ат. [c.371]

При соблюдении температурного режима конденсаторов обеспечиваются условия, при которых 5 < 5кр (см. рис. 9-9), и, следовательно, конденсация пара в объеме не происходит. Только на входе в теплообменные трубы конденсаторов II и III значения пересыщения пара 5 (кривая 3) приближаются к величинам 5кр (кривая 4) в основном же процесс протекает в условиях, когда 5 значительно ниже 5цр. [c.292]

Теплообмен при конденсации пара в трубах [c.317]

Технологическая теплообменная аппаратура обычно состоит из большого количества труб, на наружной поверхности которых происходит конденсация пара. Приведенные формулы показывают, что средняя толщина пленки конденсата возрастает по мере увеличения высоты поверхности конденсации. Поэтому пучки конденсационных труб при компоновке теплообменного аппарата выгоднее располагать горизонтально. [c.86]

Выбор конструкции ТОА для проведения конкретного теплообменного процесса весьма разнообразен. Простой теплообменный аппарат для нагрева жидкости может представлять сосуд с наружным, чаще всего паровым обогревом. Греющий пар подается в рубашку или приваренные снаружи змеевики, где он конденсируется, отдавая теплоту фазового перехода жидкости через стенку сосуда. Преимущество таких аппаратов состоит в возможности создания больших давлений пара и, следовательно, в возможности нагрева жидкости до значительных температур, а недостаток — в относительно малой поверхности теплообмена. Поверхность теплообмена можно увеличить за счет размещения змеевика в объеме нагреваемой жидкости, но при этом теряется часть полезного объема сосуда, занятая змеевиком. Конденсация пара в длинных трубах змеевика приводит к заполнению концевых участков труб конденсатом, что уменьшает интенсивность теплоотдачи. [c.249]

Оригинальной современной конструкцией теплообменного устройства, которая может найти применение в химической технологии, является так называемая теплопередающая (тепловая) трубка (ТТ), которая способна передавать необычайно большие количества теплоты при весьма малых перепадах температур. Так, тепловая мощность вдоль оси трубы может достигать 1,5-10 Вт/см при значении продольной разности температур порядка одного градуса на один метр длины. Это соответствует значению эффективного коэффициента теплопроводности ТТ порядка 10 Вт/(м-К), что на несколько порядков превышает теплопроводность лучших металлов. Необычные свойства являются следствием принципа действия ТТ, в которой осевой перенос теплоты осуществляется за счет конвективного перемещения паров со значительной скоростью. На одном конце герметичной ТТ, к которому подводится теплота от какого-либо внешнего источника, рабочее вещество переходит из жидкого состояния в паровое при температуре кипения (рис. 8.12). Образующиеся в зоне / пары под действием возникающей разности давлений с большой линейной скоростью перемещаются вдоль оси трубы к ее второму концу (зона III), где происходит конденсация паров с выделением теплоты фазового перехода. Эта теплота отдается через наружную поверхность конденсационного участка ТТ тепловоспринимающей среде (или какому-либо нагреваемому телу). [c.250]

В промышленных установках, конденсаторах паровых турбин, подогревателей питательной воды и других теплообменных аппаратах на ТЭС и АЭС обычно имеет место пленочная конденсация пара. Она происходит либо на наружной, либо на внутренней поверхности горизонтальных или вертикальных труб. [c.298]

В производстве присадок продукты в теплообменных аппаратах нагреваются главным образом теплом перегретого (Рраб=12 КГС/СМ ) и насыщенного (Рраб = — 3—5 кгс/см2) водяного пара. Водяной пар, вводимый непосредственно в нагреваемую среду и смешивающийся с ней, называют острым. Пар, нагревающий среду через стенку аппарата или трубы, называют глухим. При нагреве пар должен полностью конденсироваться в теплообменном аппарате, так как при конденсации выделяется основное (539 ккал/кг) тепло. Неполная конденсация пара увеличивает его непроизводительный расход. [c.156]

Бойко Л. Д. Исследование теплопередачи при конденсации пара внутри трубы. — В кн. Теплообмен в элементах энергетических установок. М., Наука , 1966. [c.182]

Сочетание перечисленных условий делает задачу о теплообмене при конденсации пара в трубе очень сложной и затрудняет строгое и [c.280]

Дальнейшее совершенствование теплообменного оборудования конденсационных турбин ТЭЦ и КЭС требует поиска способов интенсификации теплопередачи от пара у охлаждающей жидкости. Одним из направлений повышения эффективности этих аппаратов является интенсификация теплоотдачи в процессе конденсации пара. В ряде работ [1—4] показано, что применение горизонтальных мелковолнистых труб позволяет существенно интенсифицировать теплоотдачу со стороны пара и на этом основании указывается на целесообразность замены в конденсирующих аппаратах гладких труб на трубы оребренные. Так, результаты теплового расчета конденсатора, проведенного в работе [2], выявляют возможность сокращения веса поверхности теплообмена примерно на 20% при замене гладких тпуб мелковолнистыми. [c.174]

Для предупреждения подобных аварий все детали и узлы компрессорных установок, соприкасающиеся с агрессивной средой, необходимо изготавливать из коррозионностойких материалов или защищать от коррозии соответствующими покрытиями. Прежде всего должна быть защищена от коррозии аппаратура межступенчатых холодильников, в которых происходит конденсация из компримированных газов паров агрессивных веществ,, а также следует защищать поверхность труб теплообменных аппаратов со стороны охлаждающей воды при закрытой циркуляционной системе водоснабжения. [c.182]

ППП проектирования теплообменной аппаратуры обеспечивает расчет и выбор стандартных теплообменников кожухотрубчатых, атмосферно-воздушного охлаждения, труба в трубе , пластинчатых для нагрева (охлаждения) однофазных сред, конденсации и испарения одно- и многокомпонентных смесей в присутствии водяного пара и инертных газов, что составляло 85% всех расчетов стандартного оборудования по конструкции и 70% по процессам. [c.566]

Значения Кф могут существенно отличаться по поверхности теплообменных секций. Наиболее высокая неравномерность отмечается у АВО, эксплуатируемых в режиме конденсации насыщенных паров. Здесь даже при удовлетворительной эпюре распределения v по поверхности, значениях коэффициентов вн и н. п, близких к расчетным, величина Кф может изменяться в пределах одной секции в 3—4 раза. Это обусловлено увеличением термического сопротивления слоя конденсата, образующегося внутри труб. В отдельных случаях стрела прогиба труб достигает 80—100 мм, а при внутреннем диаметре труб отечественных стандартизованных АВО 22 мм становится очевидным, каким незначительным должен быть прогиб или остаточная деформаций, чтобы не накапливался конденсат. При стреле прогиба, равной диаметру трубы, она полностью перекрывается накопившимся конденсатом и исключается из теплообмена, что подтверждается характером зависимостей [c.76]

По длине теплообменных труб этого аппарата осуществляется весь процесс изменения агрегатного состояния аммиака от охлаждения перегретого пара до конденсации. Анализируя результаты испытаний и сравнивая значения коэффициента Кф, можно сказать, что снижение /Сф (линия 3) объясняется увеличенным термическим сопротивлением слоя конденсата или обусловлено распределением тепловых потоков в АВО между зонами охлаждения перегретого пара и конденсации (линия 4). [c.128]

Теплоотдачу при конденсации пара, когда течение йленки конденсата в основном определяется динамическим воздействием со стороны парового потока, т. е. в условиях высоких скоростей пара и турбулентного режима течения конденсата на большей части длины трубы (за исключением начального участка), исследовали Бойко и Кружилин [36]. В результате теоретического исследования, основанного на аналогии Рейнольдса (аналогии между теплообменом и сопротивлением трения) авторы предложили полуэмпириче-скую формулу для расчета среднего коэффициента теплоотдачи [c.144]

В теплообменных аппаратах, где происходит конденсация паров или испарение жидкости, вещество, меняющее агрегатное состояние, направляется в межтрубное пространство, а среда, которая агрегатного состояния не изменяет, — в трубное. Такое распределение потоков учитывает, что коэффициент теплоотдачи от вещества, изменяющего агрегатное состояние, выше, чем от движущегося, но не меняющего своего состояния. Направляя некон-денсирующиеся и неиспаряющиеся среды по трубам теплообменника и увеличивая при этом число ходов в трубном пространстве, повышают скорость движения продукта, а следовательно, и коэффициент теплоотдачи. Необходимо также иметь в виду, что при конденсации и испарении гидравлическое сопротивление теплообменного аппарата обычно стремятся свести к минимуму, а потери напора в межтрубном пространстве меньше, чем в трубном. Это обстоятельство рекомендуется учитывать при проектировании установок, работающих при атмосферном давлении и под вакуумом. [c.94]

Коэффициенты теплоотдачи. Основным препятствием теплообмену из входном участке конденсатора, заполненном паром, обычно является пленка жидкости, покрывающая поверхность охлаждения, так как температура пленки на поверхности раздела жидкость — пар практически равна температуре конденсации при существующем давлении. Основная проблема при проектировании конденсатора связана с обеспечением оттока жидкости от иоверхности, чтобы толщина пленки и, следовательно, сопротивление тепловому потоку были минимальными. В любом выбранном случае толщина жидкой пленки зависит от геометрической формы поверхности, вязкости, плотности жидкости и массовой ско])ости оттока конденсата от поверхности охлаждения. Суммарный тепловой поток зависит от плотности теплового гютока и скрытой теплоты конденсации пара. Исходя из основных соотношений теплообмена и гидродинамики, можно вывести выражение для среднего эффективного коэффициента теплоотдачи для вертикальных труб, с которых конденсат стекает в виде ламинарного потока л<идкостн. Это выражение при 4Ш7яОп и. < 2000 имеет вид [c.67]

Основным элементом установки являлась медная труба внутренним диаметром 18,7 мм и длиной 4,5 м, обогреваемая паром. Так же, как в работе [38], конденсация пара проходила в двух раздельных секциях. Были проведены опытьи по определению коэффициента теплоотдачи к однофазным средам. Полученные данные сопоставлялись с величинами, рассчитанными по формулам, определяющим теплообмен при ламинарном (для масла) и турбулентном (для воздуха) потоках. [c.130]

Парообразование при движении двухфазного потока в трубах хотя и изучалось во многих работах, но до сих пор в литературе не имеется более или менее закономерных рекомендаций по этой проблеме. Особенно это относится к области недогрева (экономай-зерный участок) и области дисперсно-кольцевого потока и около-кризисной области. При этом необходимо учитывать специфику двухфазного потока с изменяющейся структурой потока по тракту парогенератора. Весьма актуальными являются работы, посвященные выяснению закономерностей конденсации паров, особенно при наличии примесей инертных газов. Этим актуальным и важным для энергетического машиностроения вопросам посвящены публикуемые в сборнике доклады, зачитанные и обсуждавшиеся на V Всесоюзной конференции по теплообмену и гидравлическому сопротивлению при движении двухфазного потока в элементах энергетических машин и аппаратов, проводившейся в 1974 г. в Ленинграде. [c.4]

Весьма перспективно для химической технологии теплообмен ное устройство, называемое теплопроводом. Оно пред ставляет собой полностью закрытую металлическую трубу с лю быми профилями сечения, футерованную каким-либо пористо капиллярным материалом (фитилем), например, шерстяной тканью, стекловолокном, сетками, пористыми металлами, полимерами, керамикой и т. п. В полость трубы подается теплоноситель в количестве, достаточном для полной пропитки фитиля. Температура кипения теплоносителя должна обеспечивать отвод тепла (путем испарения) из охлаждаемого рабочего пространства химического реактора или другого аппарата интервал зон температуры — от какой угодно низкой до 2000 °С. В качестве теплоносителя используют металлы (Сз, К, На, Ы, РЬ, А и др.), высоко кипящие органические жидкости, расплавы солей, воду, аммиак, жидкий азот и др.). Предпочтительны жидкости с высокой скрытой теплотой испарения, большим поверхностным натяжением, низкими плотностью и вязкостью. Трубка одной своей частью располагается в зоне отвода тепла, а остальной частью — в зоне конденсации паров. Пары теплоносителя, образовавшиеся в первой зоне, конденсируются во второй зоне, а конденсат возвращается в первую зону под действием капиллярных сил фитиля. Благодаря большому количеству центров парообразования резко падает перегрев жидкости при ее кипении и значительно возрастает коэффициент теплоотдачи при испарении (в 5—10 раз). Особенностью теплопровода является очень высокая эффективная теплопроводность вдоль потока пара (на 3—4 порядка больше, чем у серебра, меди и алю.миния), что обусловлено низким температурным градиентом вдоль трубы. Мощность теплопровода определяется капиллярным давлением, компенсирующим потери напора парового и жидкостного потоков. [c.336]

Конденсатор КТГ-800 (лист 169) предназначен для конденсации паров аммиака и пропана и представляет собой горизонтальный кожухотрубный аппарат, теплообменная поверхность которого образована гладкими стальными трубками диаметром 38x3. Пучок труб шахматный, ромбический с шагом труб, равным 46 мм. Аппарат устанавливают на открытой площадке на деревянное основание и крепят бандажами. [c.77]

Теплообменная секция таких аппаратов состоит из четырех, шести или восьми рядов труб 3, размещенных по верщинам равносторонних треугольников в двух трубных рещетках I (рис. 4.1.26). Трубы закреплены в трубных рещетках развальцовкой или развальцовкой со сваркой. Секции могут быть одно- и многоходовыми. В многоходовых секциях воз-дущного охлаждения, где при конденсации паров объем прокачиваемой среды уменьшается по мере ее движения по трубам, последовательно по ходам аппарата уменьшается и число труб. [c.379]

Лабунцов Д. А. О влиянии конвективного переноса тепла и сил инерции на теплообмен при ламинарном течении конденсатной пленки. — Теплоэнергетика, 1956, № 12, с. 47—50. Теплоотдача при пленочной конденсации чистых паров на вертикальных поверхностях и горизонтальных трубах. — Теплоэнергетика, 1957, № 7, с. 72—80-Теплообмен при конденсации пара на вертикальной поверхности в условиях турбулентного стекания пленки конденсата. — ИФЖ, I960, т. 3, № 8, с. 3—12. [c.309]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология