Теплообменники сравнение и выбор

Методика сопоставления теплообменников включает в себя правильную постановку условий сравнения, выбор критериев сравнения, рациональный способ расчета критериев, сравнение численных значений полученных критериев. Задача решается на основе исходных уравнений (2.5) —(2.12). В дальнейшем для определенности одну из поверхностей будем называть заданной (иногда в литературе эту поверхность называют эталонной, хотя она бывает не оптимальной), другую — исследуемой. [c.21]

Из (2.41) непосредственно следует, что при gx2/gx =l результаты сопоставления поверхностей для различных X, принятых в качестве условия сравнения, не совпадают. Теплообменник, лучший по площади поверхности теплообмена F, может оказаться худшим по массе этой поверхности, ее объему или стоимости. Этот результат неоднократно подчеркивался в литературе, однако связь его с расчетными уравнениями не указывалась. Таким образом, при использовании нескольких различных величин, входящих в характеристику X и в условии сравнения, выбор теплообменника может быть произведен только с учетом предъявляемых к нему требований. [c.39]

Сравнение теплообменников и выбор типа, наиболее пригодного для заданных условий, чрезвычайно усложняется множеством и противоречивостью причин, влияющих на его конструкцию. Как и во всех других случаях, при выборе типа и конструкции следует прежде всего выяснить основные, главные требования, которые могут сразу ограничить круг возможных конструкций и облегчить дальнейшую задачу. [c.437]

Сопротивление этого теплообменника мало отличается от сопротивления предыдущего, а его масса на 400 кг меньше. Поэтому из дальнейшего сравнения вариант П1к можно исключить, считая конкурентноспособными лишь варианты 1к и IVk. Выбор лучшего из них должен быть сделан на основе технико-экономического анализа. [c.34]

Ранее было показано, что при рассмотрении характеристик поверхности Q, N, F объективное суждение о качестве сопоставляемых теплообменников возможно по одной из относительных величин т]е, Цд, При выборе в качестве критерия сравнения эффективности теплообмена переход к другим критериям оценки можно осуществить по выражению (2.39), которое справедливо для одностороннего обтекания и имеет приближенный характер для некоторых схем двухстороннего обтекания. [c.74]

Принципы компоновки аппаратуры и оборудования заводов сжижения природного газа очень просты, хотя обслуживание и проблемы их эксплуатации довольно сложны. Однако по мере накопления опыта эксплуатация заводов сжижения становится обычным делом. Основной способ сжижения — перекачка тепла до температурного уровня, с которого оно может быть сброшено в следующих друг за другом ступенях. На практике это воплощается в ряде холодильных циклов и в разумном выборе хладагента для каждого температурного уровня. Другой способ — расширение потока газа, в результате которого он сжижается, и использование теплообменника и компрессора для перекачки газа на более высокий температурный уровень. Охлаждение газа за счет расширения применяется для выделения из него гелия, водорода и неона, так как эти компоненты имеют очень низкие критические температуры. Для получения этих газов необходимо конечное расширение (дросселирование на заключительной стадии процесса разделения), позволяющее получить более низкий температурный уровень по сравнению с тем, который достигается при обычном дросселировании или компрессионном охлаждении. [c.196]

Интенсификация процессов теплообмена обычно не привлекает внимания, если использование теплообменника с улучшенными. характеристиками не дает выигрыша в стоимости по сравнению с использованием стандартных образцов, Дополнительными факторами, влияющими на выбор метода интенсификации, являются недостатки материалов, недостаточные возможности, безопасность и надежность теплообменника. Перспективы коммерческого развития и использования методов интенсификации теплообмена обсуждаются в [73]. [c.327]

Требования к материалам и технология изготовления. Проблемы коррозии почти всегда оказывают существенное влияние на выбор материала для теплообменника. Даже если теплоносители в системе и не очень агрессивны, может оказаться необходимым применение коррозионностойких, но дорогих материалов. Тем самым удается сократить расходы на уход и ремонт по сравнению [c.163]

Повышение интенсивности теплообмена в многоходовых теплообменниках сопровождается возрастанием гидравлического сопротивления и усложнением конструкции теплообменника. Это диктует выбор экономически целесообразной скорости, определяемой числом ходов теплообменника, которое обычно не превышает 5—6. Многоходовые теплообменники работают по принципу смешанного тока, что, как известно, приводит к некоторому снижению движущей силы теплопередачи по сравнению с чисто противоточным движением участвующих в теплообмене сред. [c.329]

Если при сравнении выявляется аппарат, поверхность которого больше расчетной, взятой, как мы уже говорили, с запасом ЭО %, то аппарат считается практически подобранным. Если же расчетная поверхность (с указанным запасом) превышает наибольшую поверхность стандартных аппаратов данного диаметра, то весь расчет повторяется для аппарата следующего, большего диаметра. Переход к аппарату большего диаметра при необходимости может проводиться до тех пор, пока скоростью трубах не выйдет за нижний предел. В случаях, когда скорость в трубах становится меньше нижнего предела, а также когда ряд аппаратов оказывается исчерпанным, а нужный теплообменник не подобран, происходит переход на расчет последовательной схемы соединения аппаратов. При этом выбор теплообменника начинается снова с аппарата наименьшего диаметра, а сравнение расчетной поверхности производится с суммарной поверхностью я = 2, 3 и т. д. стандартных аппаратов рассчитываемого диаметра. [c.91]

В последние годы в качестве теплообменных поверхностей для теплообменников различных силовых установок широкое распространение получили пластинчато-ребристые теплообменные поверхности. Это обусловлено их неоспоримыми преимуществами по сравнению с трубчатыми теплообменниками как по компактности, так и по другим характеристикам при всех прочих одинаковых условиях, что является определяющим при выборе типа [c.22]

При выборе пути движения двух жидкостей через теплообменник руководствуются следующими соображениями. По трубам (по сравнению с межтрубным [c.256]

Обычно конденсационные горшки выбирают-по каталогу, зная производительность и наибольший перепад давлений до и по сле горшка при выборе горшка расчетную производительность, (количество конденсата, поступающего из теплообменника) для надежности увеличивают в четыре раза по сравнению с действительной. [c.303]

Для облегчения сравнения и правильного выбора типа теплообменника, наилучшим образом отвечающего комплексу предъявляемых требований, приводим в табл. 68 сравнительные показатели теплообменников, характеризующие их эффективность, технологичность, работоспособность, компактность и металлоемкость. [c.438]

Как следует из предыдущего, увеличением коэффициентов теплоотдачи со стороны теплоносителя, воспринимающего тепло, можно снизить температуру стенки. Соответственно в теплообменнике можно в этом последнем случае заменить материал труб на более дешевый (например, высоколегированную сталь на низколегированную), для которого стоимостный экономический коэффициент Пр будет ниже. Просчетом двух вариантов с различными значениями ст и Пр по уравнению (5-45) и сравнением полученных абсолютных численных значений показателя оптимальности можно обеспечить выбор более экономичного варианта Яь т. е. такого, для которого Я <Яг. [c.221]

Выбор оптимальной конструкции теплообменника является задачей, разрешаемой технико-экономическим сравнением нескольких типоразмеров аппаратов применительно к заданным условиям или на основании критерия оптимизации. [c.47]

Второй раздел посвящен расчету теплообменного оборудования. Описываются трубчатые теплообменники различных типов, обсуждаются различные схемы движения потоков, приводятся удельные затраты. Среди различных расчетных факторов рассматриваются и обобщаются основные качественные зависимости. Излагается метод расчета, позволяющий получить заданные конечные температуры в теплообменнике, в котором применены трубы данного диаметра, для случаев, когда конструкция определена путем предварительного выбора значений скоростей, нагреваемой длины или падения давления. Приведен метод расчета температур потоков на выходе, получающихся в данном теплообменнике при заданных начальных температурах и массовых расходах. В разделе, касающемся оптимальных условий работы, разбирается сложный общий случай оптимальных скоростей в теплообменниках с заданными конечными температурами и массовыми расходами. Приведены уравнения и методы расчета для случаев, когда необходимо учитывать только стоимость энергии, а дополнительные расчетные факторы заданы, или когда безразлично, где протекает данная жидкость внутри или снаружи труб. Приведен количественный метод сравнения жидкостей, используемых в качестве теплоносителей. Даны также графики и уравнения для определения оптимального количества охлаждающей воды в конденсаторах и охладителях, выведены уравнения для оптимальной разности температур, которую следует применять при использовании отходящего тепла. [c.554]

Выбор теплоносителя. В некоторых случаях только одна жидкость в теплообменнике является составной частью производственного потока и конструктор свободен в выборе второй жидкости в качестве теплоносителя. Общие принципы выбора жидкости включают такие факторы, как тенденция к коррозии и загрязнению, давление тара, вес, стоимость и доступность. В предположении равенства этих факторов для конкретного случая сравнение жидкостей, как теплообменных агентов, основывается на зависимости между коэффициентами теплоотдачи и расходом энергии на циркуляцию жидкости [5, 18]. Как показано на стр. 393, потеря энергии на единицу поверхности составляет [c.588]

Выбор геометрической формы поверхности. Метод сравнения характеристик поверхностей теплообмена состоит в построении зависимости 0 от [5], как показано в гл. 11 применительно к компактным теплообменникам. [c.589]

В настоящее время имеются программы для расчета кожухотрубчатых аппаратов конвективного теплообмена, испарителей, конденсаторов, пласгинчатых теплообменников и т. д. [1—3]. Однако до сих пор все эти программы были связаны с расчетом отдельного типа аппарата, заранее задаваемого технологами. В лучшем случае они позволяли рассчитывать и выбирать по ГОСТу или нормали оптимальный теплообменник из серии однотипных аппаратов. Последовательный, непрерывный расчет с помощью ЭВМ нескольких типов теплообменников, сравнение их между собой и обоснованный выбор наилучшего для данных условий типа аппаратов не проводился. [c.7]

Но помимо внешних параметров для любого теплообменника существует еще несколько внутренних параметров, которые могуз- выбираться практически независимо от внешних параметров. К внутренним параметрам теплообменника относятся, например, схема обтекания, поверхность теплообмена, тип и шаг решетки, скорость теплоносителей, гидравлические диаметры каналов, длины каналов, их число и т. п. Большое число варьируе.мых параметров значительно усложняет оптимизацию теплообменника даже при использовании ЭВМ. Кроме того, при оптимизации теплообменника важен обоснованный выбор критериев сравнения. При технико-экономической оптимизации часто трудно получить достаточно обоснованную зависимость приведенных затрат от каждого внутреннегс параметра теплообменника. [c.4]

Задаются и сравниваются абсолютные характеристики аппаратов. Исключением из этой формы задания условий являются пары величин Q—Gi, Лр,—Re и / —Re,-. Выбор в качестве Y значения Re,=a не рассматривается, так как в [4] показано, что одинаковые значения скоростей или R i/ одноименных потоков являются частным и, как правнло, не характерным случаем при сопоставлении поверхностей. Характеристики теплообменников могут быть найдены аналитически. При этом решение распадается на два этапа вначале решается система из двух уравнений, куда входят величины Уц, Kjj, в результате чего находятся сопряженные числа Re,i, Re,2 одноименных потоков в сопоставляемых поверхностях, а затем рассчитываются все остальные характеристики теплообменников и проводится их сравнение. Задача может быть решена также и графоаналитически. [c.22]

Часто неудовлетворительная конструкция аппарата получается в тех случаях, когда необходимо осуществить теплообмен мteждy технологическим потоком, имеющим большой расход, но малое изменение температуры, и потоком, имеющим малый расход, но большой диапазон изменения температуры. Примером такого аппарата может служить высокотемпературный конденсатор, охлаждаемый водой. В таких условиях наряду с различными схемами тока теплоносителей полезно рассмотреть вопрос о замене охлаждающей среды, например вопрос о целесообразности использования воздушного охлаждения, вместо водяного. , -Задача выбора рациональных скоростей теплоносителей может быть обоснованно решена только путем проведения оптимального расчета, на основе сравнения большого количества конкурирующих вариантов. Пределы скоростей, приведенные выше, имеют сугубо ориентировочный характер. Увеличение скоростей потоков лимитируется, как правило, повышением гидравлических сопротивл е-ний, поэтому верхний предел скорости ограничен располагаемым снижением давления. В конвективных теплообменниках следует наилучшим образом разрешить компромисс между величиной гидравлического сопротивления и коэффициентом теплоотдачи. Например, коэффициент теплоотдачи от жидкости или газа, текущих в межтрубном пространстве, пропорционален скорости потока в степени 0,6. Гидравлическое сопротивление пропорционально квадрату скорости. Отсюда следует, что чем выше доиуекаемое гидравлическое сопротивление, тем более высокого значения, коэфг фициента теплоотдачи можно достичь. Следует, однако, иметь в виду, что коэффициент теплоотдачи от данного потока может весьма слабо влиять на значение общего коэффициента теплопередачи (не быть лимитирующим). [c.339]

Выбор оборудования для кристаллизации значительно сложнее, чем для других процессов. По сравнению с ним выбор насосов, теплообменников, перегонных колонн и т. д. для обычных процессов оказывается значительпо проще и прямолинейнее. При современнол состоянии процессов рациональный выбор кристаллизационного оборудования является скорее искусством и делом интуиции, чем наукой. Часто приходится прибегать к обширным испытаниям существующего оборудования различных типов. Поэтому знакомство с этим оборудованием имеет особо важное значение для выбора оптимальных типов, подвергаемых последующим испытаниям.. [c.84]

В приведенных выше расчетах каскадного цикла ожижения метана и однопоточного цикла ожижения метана не ставилась задача определения оптимальньгх параметров для каждого из циклов. При их рассмотрении была показана лишь возможная последовательность их расчета. В [119] даны методика и алгоритм расчета оптимальньгх параметров однопоточных циклов. Однако по полученным удельным энергетическим затратам на ожижение 1 кг метана видно, что они ниже, чем в других рассмотренных выше циклах ожижения. Это делает весьма перспективным их использование в крупных ожижительных установках, где удельные затраты энергии имеют определяющее значение при выборе цикла ожижения. При этом, как показано в [119], однопоточный цикл ожижения по сравнению с каскадным циклом имеет следующие преимущества уменьшается число компрессоров с трех-четырех до одного уменьшается число теплообменников значительно упрощается система регулирования установка имеет легкую приспособляемость к изменившимся внешним условиям исключаются затраты на хранение и доставку хладагентов благодаря возможности получения многокомпонентного хладагента прямо из ПГ с помощью дополнительных несложных устройств для разделения. [c.368]

При выборе способа увеличения поверхности теплообмена надо учитывать, что установка дополнительных внутренних теплообменников может привести к нарушению гидродинамического режима реактора, появлению застойных зон и отложению на поверхности теплообменных элементов осмолившейся реакционной массы. При установке же выносных теплообменников может уменьшиться эффективность теплопередачи по сравнению с расчетной, а это вызовет снижение производительности реактора. Риск, связанный с возможностью осмоления реакционной массы, не мвжет быть оправдан, поскольку в процессе дальнейшей переработки это приведет к перерасходу сырья и снижению качества готовой продукции. [c.141]

Для выбора рационального конструктивного решения сисгемы угилизации следует провести сравнение по энергетическим показателям нескольких возможных конструктивных решений теплоизвлекаюшего и теплоотлаюшего теплообменников и режимов их работы. [c.18]

Выбор конструкционных материалов. Этот вопрос является как бы ядром в процессе упаривания, поскольку материал должен работать в условиях высокой коррозионной активности и температурных напряжений. Наиболее жесткие условия складываются для процесса упаривания стоков ЭЛОУ под давлением В теплотехническом отношении процесс упаривания под давлением при температурах до 200°С по сравнению с вакуумным методом имеет ряд достоинств он сокращает металлоемкость, существенно снижает затраты тепла и электроэнергии. Однако, с другой стороны, при высоких температурах и давлениях возрастают коррозионные явления и температурная депрессия, снижается растворимость сульфата кальция и др. С повышением температуры коррозионная активность солей начинает резко возрастать. Так, присуто вующие в стоках ЭЛОУ хлориды магния и кальция начинают при температуре выше 100°С гидролизоваться с выделением соляной кислоты. При этом соляная кислота осуществляет две функции первую - растворяет карбонаты, бикарбонаты, гидроокиси металлов вторую - корродирует конструкционные материалы, из которых выполнена установка. Исследования, проведенные при температуре 200°С, давлении 20 ат, рН=5 в растворах солей, содержащих до 20% хлорида натрия, показали, что наибольшую коррозионную стойкость (общая коррозия и коррозионное растрескивание под напряжением) показала сталь 08Н2Н6М2Т (ЭП-54). Эту сталь можно использовать для изготовления основного технологического оборудования теплообменников, змеевиков печей, насосов, испарителей, арматуры. На рис,10-12 приведены технологические схемы упаривания [c.48]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология