Охлаждающие агенты и методы их использования. - раздел Образование, Тепловые процессы и аппараты. Виды теплообмена и теплообменных пр. Перенос тепла от одного тела к др. Охлаждение До Обыкновенных Температур (Примерно До 10-30 ⁰с) Наиболее Ш...
Охлаждение до обыкновенных температур (примерно до 10-30 ⁰С) наиболее широко используют доступные и дешевые охлаждающие агента- воздух и воду. По сравнению с воздухом вода отличается большой теплоемкостью,более высокими коэф-ми теплоотдачи и позволяет проводить охлаждение до более низких температур. В кач-ве охлажд. Агента используют речную,озерную, прудовую или артезианскую воду.если по местным условиям вода дефицитна или ее транспортирование связано со значительными расходами,то охлаждение проводят оборотной водой- отработанной охлаждающей водой теплообменных устроиств. Достигаемая температура охлаждения зависит от начальной температура воды. Речная,озерная и прудовая вода в зависимости от времени года имеет температуру 4-25⁰С, артезианская 8-15⁰С и оборотная ≈30 (в летних условиях).при проектировании теплообменников следует принимать в кач-ве расчетной нач-ную температуру воды для наиболее неблогоприятных условий (летних). Температура воды, выходящей из теплообменников, не должна превышать 40-50⁰С. Вода используется для охлаждения главным образом в поверхностных теплообменниках(холодильниках). Когда температура охлаждаемой среды превышает температуру кипения воды при атмосферном давлении, охлаждение проводят при частичном испарении воды, что позволяет снизить расход воды на охлаждение. Такое ИСПАРИТЕЛЬНОЕ охлаждение явл-ся по существу не только теплообменным,но и массообменным процессом.
Атмосферный воздух находит в последнее время все большее распространение в кач-ве охлаждающего агента.для улучшения теплообмена отвод тепла воздухом осуществляется при его принудительной циркуляции с помощью вентиляторов и увеличение пов-ти теплообмена со стороны воздуха(прим.-оребрение).
Для достижения температур более низких, чем можно получить с помощью воды или воздуха (напр. 0⁰С), при условии, что допустимо расбавление среды водой, охлаждение проводят путем введение льда или холодной воды непосредственно в охлаждаемую жидкость.
Для охлаждения до значительно более низких темп-р, чем 0⁰С, применяют холодильные агенты, представляющие собой пары низкокипящих жидкостей(напр. Аммиак), сжиженные газы(СО2, этан и др.) или холодильные рассолы.
16. РАСЧЕТ ТЕПЛООБМЕННЫХ АППАРАТОВ
Различают проектный и поверочный расчеты теплообменников. Целью проектного расчета является определение необходимой поверхности теплообмена и режима работы теплообменника для обеспечения заданного переноса теплоты от одного теплоносителя к другому. Задачей поверочного расчета является определение количества передаваемой теплоты и конечных температур теплоносителей в данном теплообменнике с известной поверхностью теплообмена при заданных условиях его работы. Эти расчеты основываются на использовании уравнений теплопередачи и тепловых балансов.Проектный расчет теплообменника
При проектном расчете теплообменного аппарата обычно заданы расход одного из теплоносителей, его начальная и конечная температуры, а также начальная температура другого теплоносителя.
Поверхность теплообмена определяют из основного уравнения теплопередачи [см. уравнение (11.80)1:
В этом уравнении величину Q определяют из уравнения теплового баланса в соответствии с заданными технологическими условиями. Тепловой баланс теплообменника можно записать следующим образом [см. уравнение (11.3)]:
где Gl, <32-расходы теплоносителей; Н1и, 'Н1х—начальная и конечная энтальпии более нагретого теплоносителя; Н2к, Н2а-конечная и начальная энтальпии мепоо нагретого теплоносителя.
Значения энтальпий зависят от агрегатного состояния теплои<> сителей, их температуры и теплоемкостей [уравнение (11.4)]; щ обычно находят по справочникам.
Уравнение (11.3) при условии, что температура теплоносители! заметно изменяется, будет содержать две неизвестные величины: 0 , или С2~и конечную температуру одного из теплоносителей. По этому для такого случая теплообмена, широко распространенно! о в технике, уравнение (11.3) является неопределенным и решаем » методом последовательных приближений. При этом вначале зади ются значениями параметров конструкции теплообменника (напри мер, для кожухотрубчатого теплообменника принимают значении диаметра и длины труб, скорости теплоносителя), а затем расчетом проверяют правильность этого выбора.
Среднюю движущую силу Atcpопределяют по уравнению (11.7'))
с учетом относительного движения теплоносителей. Если при теп ловых расчетах теплообменников нужно знать среднюю темпера i \ ру теплоносителя, то в общем случае ее можно определить и I следующего выражения:
Если температура вдольповерхности меняется несильно, то (кч существенной ошибки среднюю температуру теплоносителя можно определять как среднеарифметическую между начальной и конеЧ ной температурами этого теплоносителя.
Для определения коэффициента теплопередачи К необходим. ■ предварительно рассчитать коэффициенты теплоотдачи а1и а2но обе стороны стенки, разделяющей теплоносители, а также термин ские сопротивления стенки и загрязнений, которые обычно обра I) ются на ней. Расчет всех этих величин рассмотрен ранее-в гл. II
Определив все эти величины, по выражению (11.72) находя! значение коэффициента теплопередачи:
Найдя величину К, по уравнению (11.80) определяют значит поверхности теплопередачи F.
Поскольку в ходе расчета теплообменника по рассмотренном схеме были произвольно приняты некоторые конструктивные и той нологические параметры, то после выбора по величине F норманн зеванного теплообменника эти выбранные величины проверяю!
Чтобы сократить продолжительность расчета теплообменника, часто проводят предварительный его выбор, задавшись ориентировочным значением К (см. разд. 11.10). Затем по справочникам подбирают теплообменник и далее проводят расчет поверхности теплопередачи по рассмотренной схеме. При достаточно удовлетворительном совпадении результатов определения F на этом тепловой расчет теплообменника заканчивают и переходят к его гидравлическому расчету, целью которого является определение гидравлического сопротивления рассчитанного теплообменника.
При расчете поверхности теплопередачи в теплообменнике для конденсации перегретого пара следует общую поверхность теплопередачи разбить как минимум на две зоны (если не требуется охлаждать конденсат): первая зона с поверхностью теплопередачи Ftдолжна обеспечить охлаждение пара до температуры его конденсации, а вторая зона с поверхностью F2 - конденсацию насыщенного пара. Поскольку механизм процессов охлаждения и конденсации принципиально различен, расчет поверхностей теплопередачи F1 и F2проводят с учетом специфики этих процессов. Определяя величину поверхности теплопередачи по общему уравнению теплопередачи F = Q/(KAtcv), коэффициенты теплоотдачи аги а2и движущую силу процесса Atcpрассчитывают по соответствующим уравнениям (см. разд. 11.7, 11.10 и 11.11). Общая поверхность теплопередачи в этом случае будет F = Fj + F2 .
Если необходимо конденсат еще и охладить до заданной температуры в этом же теплообменнике, то к общей поверхности теплопередачи следует добавить F3- поверхность теплопередачи третьей зоны - необходимой для охлаждения конденсата от температуры конденсации до заданной. Тогда поверхность теплопередачи теплообменника F = Fx + F2+ F3 • Отметим, что температурами охлаждающего теплоносителя по зонам приходится задаваться с последующей их проверкой.
Тепло переносится за счет х явлений теплопроводности конвекции и лучеиспувкания Теплопроводность перенос тепла за счет дв Микрочастиц в газах... Теплообмен может сопровождаться охлаждением или нагреванием М б... Перенос тепла теплопроводность Закон Фурье Произведение Т по нормали к изотермам поверхности наз Градиентом...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Охлаждающие агенты и методы их использования.
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Перенос тепла через однослойную и многослойную стенку.
Для плоской однослойной стенки принимают условия, то ее толщина во много раз меньше ширины, длины, высоты. В таком случае при стационарном теплообмене поле внутрен. Стенки можно принять одномерным,
Конвективный перенос теплоты. Уравнение Фурье-Киркгофа.
Конвективный перенос теплоты происходит в текучих средах: газах, жидкостях, за счет перемещения макрочастиц, имеющих различные термодинамические потенциалы. С ростом скорости движе
Критерии теплового подобия. Общий вид критериальных уравнений.
Nu= -критерий Нуссельта, выражает отношение общей интенсивности переноса тепла при конвективном теплообмене к интенсивности переноса тепла теплопроводностью в пограничном слое этого теплоносителя.
Общий вид критериальных уравнений
Nu=f(Pe,Pr,Re,Fo,Gr,…Г1,Г2..)
A,n,m,s,p в данном примере коэф. Опред. Методом подбора при обработке опыт. Данных. -коэф. Теплообмена
7.Теплоотдача, не сопровождающаяся
ТЕПЛООТДАЧА ПРИ КОНДЕНСАЦИИ ПАРА
Этот вид теплоотдачи протекает при изменении агрегатного состояния теплоносителей. Особенность этого процесса состоит прежде всего в том, что тепло подводится или отводится при постоянной температу
ТЕПЛООТДАЧА ПРИ КИПЕНИИ ЖИДКОСТЕЙ
Этот вид теплоотдачи отличается высокой интенсивностью и встречается в химической технологии, например, при проведении таких процессов как выпаривание, перегонка жидкостей, в испарителях холодильн
Нагревающие агенты и методы их использования.
Дымовые(топочные) газы давно используются в качестве нагревательных агентов. Технология сжигания топочных газов зав. От природа сжигаемого топлива. В кач-ве окислителя обычно используют кисл
Поверочный расчет теплообменника
Поверочный расчет теплообменника с известной поверхностью теплопередачи заключается, как правило, в определении количества передаваемой теплоты и конечных температур теплоносителей при их заданных
Теплообменники смешения
В химических производствах обычно не требуется получать чистый конденсат водяного пара для его последующего использования. Поэтому широко распространены конденсаторы смешения, более простые по уст
Выпаривание
Выпариванием называется концентрирование растворов практически нелетучих или малолетучих веществ в жидких летучих растворителях.
Выпариванию подвергают растворы твердых веществ (водные рас
Материальный баланс выпаривания.
На выпаривание поступает Gн кг/cек исходного раствора концентрацией xн вес. % и удаляется Gk кг/сек упаренного раствора концентрацией xk
ТЕМПЕРАТУРА КИПЕНИЯ РАСТВОРА И ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ПОТЕРИ
Обычно в однокорпусных выпарных установках известны давления первичного греющего и вторичного паров, а следовательно, определены и их температуры. Разность между температурами греющего и вторичног
Движущая сила процесса.
Общая разность температур многокорпусной прямоточной установки представляет собой разность между температурой первичного пара, греющего первый корпус, и температурой вторичного пара, поступающего и
Тепловой баланс.
D=расход греющего пара; I ,Iг , Iн , Iк – энтальпия вторичного и греющего пара, исходного и упаренного раствора соответственно; Iп.к = с
Порядок расчета выпарного аппарата.
1-задание должно содержать: прир. р-ра,состав исходного р-ра,его кол-во(расход исходного р-ра, концентрацию р-ренного в-ва(состав)). Исходя из этих данных можно произвести расчеты материального бал
Порядок расчета многокорпусной выпарной установки.
Технологический расчет многокорпусной вакуум-выпарной установки проводят в следующей последовательности.
1. Вычислив по уравнению общее количество W воды, выпариваемой в установке,
Вертикальные трубчатые пленочные аппараты
Их относят к группе аппаратов, работающих без циркуляции; процесс выпаривания осуществляется за один проход жидкости но кипятильным трубам, причем раствор движется в них в виде восходящей или нисхо
Противоточная выпарная установка
40.Массообменные процессы и аппараты. В химической технологии широко распространены и имеют важ
Методы десорбции
Десорбцию, или отгонку, т. е. выделение растворенного газа из раствора, проводят одним из следующих способов:
1) в токе инертного газа, 2) выпариванием раствора, 3) в вакууме.
Пр
Минимальный и оптимальный расход абсорбента
Изменение концентрации в абсорбционном аппарате происходит прямолинейно и следовательно, в координатах У — Х рабочая линия процесса абсорбции представляет собой прямую с углом наклона, тангенс кото
Насадочные абсорберы
Широкие распространение в промышленности в качество абсорберов получили насадочные, заполненные насадкой — твердыми телами различной формы. В насадочной колонне (рис.) насадка укладывается на опорн
Провальные тарелки
В тарелках без сливных устройств газ и жидкость проходят через одни и те же отверстия или щели. При этом вместе с взаимодействием фаз на тарелке происходит сток жидкости на нижерасположенную тарелк
Струйные тарелки
1-гидравлиеский затвор;2-переливная перегородка;3-тарелка;4-пластины;5-сливной карман.
Из струйных тарелок наиболее распространенной является пластинчатая тарелка. Жидкость
Требования к абсорбентам. Выбор абсорбента.
Поглощаемый газ называется абсорбатом (абсорбтив), а жидкость, в которой растворяется газ – абсорбентом. Газы, практически нерастворимые, называются инертными.
Требования:
1.Селек
Порядок расчета ректификационной колонны(установки)
Дано: расход жидкой смеси, ее состав(доли веществ в дистилляте, в кубовом остатке. Давление греющего пара, начальная температура смеси.
1) Материальный баланс.
Определяем: относит
Сушильные агенты. Выбор сушильного агента и режима сушки.
В качестве сушильного агента могут использоватьсянагретый воздух, топочные газы и их смеси с воздухом, инертные газы, перегретый пар. Если не допускается соприкосновение высушиваем
Барабанная сушилка
Барабанная сушилка представляет собой цилиндрический наклонный барабан 4 с двумя бандажами З, которые при вращении барабана катятся по опорным роликам 6. Материал поступает с приподнятого конца бар
Камерная сушилка
В таких аппаратах сушка материала производится периодически при атмосферном давлении. Сушилки имеют одну или несколько прямоугольных камер, в которых материал, находящийся на вагонетках или полках,
ЛЕНТОЧНЫЕ СУШИЛКИ
Ленточные сушилки. Для непрерывного перемещения в сушилке высушиваемого материала часто применяют один или несколько ленточных транспортеров.
В одноленточных аппаратах обыч
Распылительные сушилки.
Для сушки многих жидких материалов находят применение сушилки, работающие по принципу распыления материала. В распылительных сушилках сушка протекает настолько быстро, что материал не успевает нагр
Порядок расчета сушилки
1.Задание:характеристика материала, его состав, начальная влажность, как высушить , конечная влажность, производительность(расход сырья), место проведения сушки.
2.Выбор природы(вида) суши
Конструкции адсорберов периодического и непрерывного действия
Процессы адсорбции могут проводиться периодически(в аппаратах с неподвижным слоем адсорбента) и непрерывно – в аппаратах с движущимся или кипящим слоем адсорбента, а также в аппаратах с неподвижным
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Новости и инфо для студентов