рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Выбор теплообменника

Работа сделанна в 2000 году

Выбор теплообменника - Контрольная Работа, раздел Энергетика, - 2000 год - Министерство Образования Российской Федерации Оренбургский Государственный Ун...

Министерство Образования Российской Федерации Оренбургский Государственный Университет Контрольная работа по курсу: Основы инженерно-технологические процессы Выполнил студент Биккинин Р.Т. Специальность ЭиУ Курс 2 Группа ЭС2-3 Шифр студента 98-Э-250 Руководитель Асеева В.В. подпись дата Оценка при защите Подпись дата Уфа – 2000 г. Из чего исходят при выборе конструкции теплообменника? В чем заключается конструктивный расчет теплообменника? Теплообменниками называются аппараты, в которых происходить теплообмен, между рабочими средами не зависимо от их технологического или энергетического назначения (подогреватели, выпарные аппараты, концентраторы, пастеризаторы, испарители, деаэраторы, экономайзеры и д.р.) Технологическое назначение теплообменников многообразно.

Обычно различаются собственно теплообменники, в которых пе¬редача тепла является основным процессом, и реакторы, в кото¬рых тепловой процесс играет вспомогательную роль. Классификация теплообменников возможна по различным признакам.

По способу передачи тепла различаются теплообменники смешения, в которых рабочие среды непосредственно соприка¬саются или перемешиваются, и поверхностные теплообменни¬ки - рекуператоры, в которых тепло передается через поверх¬ность нагрева - твердую (металлическую) стенку, разделяю¬щую эти среды. По основному назначению различаются подогреватели, испа¬рители, холодильники, конденсаторы.В зависимости от вида рабочих сред различаются теплооб¬менники: а) жидкостно-жидкостные - при теплообмене между двумя жидкими средами; б) парожидкостные - при теплообмене между паром и жид¬костью (паровые подогреватели, конденсаторы); в) газожидкостные - при теплообмене между газом и жид¬костью (холодильники для воздуха) и др. По тепловому режиму различаются теплообменники перио¬дического действия, в которых наблюдается нестационарный тепловой процесс, и непрерывного действия с установившимся во времени процессом.

В теплообменниках периодического действия тепловой обра¬ботке подвергается определенная порция (загрузка) продукта; вследствие изменения свойств продукта и его количества пара¬метры процесса непрерывно варьируют в рабочем объеме аппа¬рата во времени.

При непрерывном процессе параметры его также изменяют¬ся, но вдоль проточной части аппарата, оставаясь постоянными во времени в данном сечении потока.Непрерывный процесс ха¬рактеризуется постоянством теплового режима и расхода рабо¬чих сред, протекающих через теплообменник.

В качестве теплоносителя наиболее широко применяются насыщенный или слегка перегретый водяной пар. В смеситель¬ных аппаратах пар обычно барботируют в жидкость (впускают под уровень жидкости); при этом конденсат пара смешивается с продуктом, что не всегда допустимо. В поверхностных аппара¬тах пар конденсируется на поверхности нагрева и конденсат удаляется отдельно от продукта с помощью водоотводчиков.Водяной пар как теплоноситель обладает множеством преиму¬ществ: легкостью транспортирования по трубам и регулирова¬ния температуры, высокой интенсивностью теплоотдачи и др. Применение пара особенно выгодно при использовании принципа многократного испарения, когда выпариваемая из продукт вода направляется в виде греющего пара в другие выпарные аппараты и подогреватели.

Обогрев горячей водой и жидкостями также имеет широкое применение и выгоден при вторичном использовании тепла конденсатов и жидкостей (продуктов), которые но ходу технологи¬ческого процесса нагреваются до высокой температуры.

В срав¬нении с паром жидкостный подогрев менее интенсивен и отли¬чается переменной, снижающейся температурой теплоносителя. Однако регулирование процесса и транспорт жидкостей так же удобны, как и при паровом обогреве. Общим недостатком парового и водяного обогрева является быстрый рост давления с повышением температуры.В услови¬ях технологической аппаратуры пищевых производств при паро¬вом и водяном обогреве наивысшие температуры ограничены 150-160 С, что соответствует давлению (5-7) 105 Па. В отдельных случаях (в консервной промышленности) при¬меняется масляный обогрев, который позволяет при атмосфер¬ном давлении достигнуть температур до 200°С. Широко применяется обогрев горячими газами и воздухом (до 300—1000°С) в печах, сушильных установках.

Газовый обо¬грев отличается рядом недостатков: трудностью регулирования и транспортирования теплоносителя, малой интенсивностью теп¬лообмена, загрязнением поверхности аппаратуры (при исполь¬зовании топочных газов) и др. Однако в ряде случаев он явля¬ется единственно возможным (например, в воздушных сушил¬ках). В холодильной технике используется ряд хладагентов: воз¬дух, вода, рассолы, аммиак, углекислота, фреон и др. При любом использовании теплоносителей и хладагентов тепловые и массообменные процессы подчинены основному— технологическому процессу производства, ради которого созда¬ются теплообменные аппараты и установки.

Поэтому решение задач оптимизации теплообмена подчинено условиям рациональ¬ного технологического процесса.

Для нагревания и охлаждения жидких сред разработаны теплообменники разнообразных конструкций. Ниже рассматри¬ваются некоторые конструкции теплообменных аппаратов, при¬меняющихся в пищевой промышленности. Выбор конструкции теплообменных аппаратов Конкретная задача нагревания или охлаждения данного про¬дукта может быть решена с помощью различных теплообмен¬ников.Конструкцию теплообменника следует выбирать, исходя из следующих основных требований, предъявляемых к теплообменным аппаратам.

Важнейшим требованием является соответствие аппарата технологическому процессу обработки данного продукта; это до¬стигается при таких условиях: поддержание необходимой темпе¬ратуры процесса, обеспечение возможности регулирования тем¬пературного режима; соответствие рабочих скоростей продукта минимально необходимой продолжительности пребывания про¬дукта в аппарате; выбор материала аппарата в соответствии с химическими свойствами продукта; соответствие аппарата давлениям рабочих сред. Вторым требованием является высокая эффективность (про¬изводительность) и экономичность работы аппарата, связанные с повышением интенсивности теплообмена и одновременно с соблюдением оптимальных гидравлических сопротивлений аппа¬рата. Эти требования обычно выполняются при соблюдении сле¬дующих условий: достаточные скорости однофазных рабочих сред для осуществления турбулентного режима; благоприятное относительное движение рабочих сред (обычно лучше противо¬ток); обеспечение оптимальных условий для отвода конденсата и неконденсирующихся газов (при паровом обогреве); достиже¬ние соизмеримых термических сопротивлений по обеим сторонам стенки поверхности нагрева; предотвращение возможности за¬грязнения и легкая чистка поверхности нагрева, микробиологи¬ческая чистота и др. Существенными требованиями являются также компакт¬ность, малая масса, простота конструкции, удобство монтажа и ремонта аппарата.

С этой точки зрения оказывают влияние сле¬дующие факторы; конфигурация поверхности нагрева; способ размещения и крепления трубок в трубных решетках; наличие и тип перегородок, уплотнений; устройство камер, коробок, днищ; габаритные размеры аппарата и др. Ряд факторов определяет надежность работы аппарата и удобство его эксплуатации: компенсация температурных дефор¬маций, прочность и плотность разъемных соединений, доступ для осмотра и чистки, удобство контроля за работой аппарата, удобство соединения аппарата с трубопроводами и т. д. Эти основные требования должны быть положены в основу конструирования и выбора теплообменных аппаратов.

При этом самое большое значение имеет обеспечение заданного техноло¬гического процесса в аппарате. Для ориентировки при выборе теплообменников приведем следующие соображения.

Из парожидкостных подогревателей наиболее рациональным является многоходовой по трубному пространству - трубчатый теплообменник жесткой конструк¬ции (к подвижным трубным решеткам прибегают в крайнем случае). Этот же теплообменник с успехом применим в качестве газового или жидкостного при больших расходах рабочих тел и небольшом числе ходов в межтрубном пространстве. При малых расходах жидкостей или газов лучше применять элементные аппараты без подвижных трубных решеток.

Ребристые аппараты следует применять, если условия тепло¬отдачи между рабочими средами и стенкой с обеих сторон по¬верхности нагрева существенно отличаются (в газожидкостных теплообменниках); оребрение целесообразно со стороны наи¬меньшего коэффициента теплоотдачи.

Основные способы увеличения интенсивности теплообмена в подогревателях: а) уменьшение толщины гидродинамического пограничного слоя в результате повышения скорости движения рабочих тел или другого вида воздействия; это достигается, например, раз- бивкой пучка трубок на ходы и установкой межтрубных перего¬родок; б) улучшение условий отвода неконденсирующихся газов и конденсата при паровом обогреве; в) создание благоприятных условий для обтекания рабочими телами поверхности нагрева, при которых вся поверхность ак¬тивно участвует в теплообмене; г) обеспечение оптимальных значений прочих определяющих факторов: температур, дополнительных термических сопротивле¬нии и т. д. Путем анализа частных термических сопротивлений можно выбрать наилучший способ повышения интенсивности теплооб¬мена в зависимости от типа теплообменника и характера рабо¬чих тел. Так, например, в жидкостных теплообменниках попе¬речные перегородки имеет смысл устанавливать только при не¬скольких ходах в трубном пространстве.

Перегородки не всегда необходимы; при вертикальном расположении трубок и нагреве паром последний подается в межтрубное пространство; попереч¬ные перегородки будут мешать стеканию конденсата.

При теп¬лообмене газа с газом или жидкости с жидкостью количество протекающей через межтрубное пространство жидкости может оказаться настолько большим, что скорость ее достигнет тех же значений, что и внутри трубок; следовательно, установка пе¬регородок теряет смысл.

Перегородки бесцельны также в случае сильно загрязненных жидкостей, при которых вследствие нарас¬тания слоя загрязнений на трубках решающее влияние на коэф¬фициент теплопередачи оказывает величина Rn. Интенсификация теплообмена является одним из основных направлений развития и усовершенствования тепловой аппара¬туры пищевых производств.

При этом широко используются по¬ложительные эффекты в интенсификации теплообмена, обнару¬женные и исследованные в других областях химической техники и энергетики.

За последние годы выполнен ряд работ по про¬мышленному испытанию активных «режимных» методов интен¬сификации теплообмена в аппаратах химических и пищевых производств (И. М. Федоткин, КТИПП). К ним относятся изме¬нение режимных характеристик течения, дополнительная турбу-лизация потока за счет пульсации, вдувания воздуха и др. На¬мечены пути комплексной интенсификации теплообмена, дости¬гаемой при совместном воздействии различных эффектов.

Ведет¬ся ускоренная разработка новых типов поверхностей нагрева компактных теплообменников, эффективность которых оценива¬ется промышленными данными о связи теплоотдачи с гидродина¬мическим сопротивлением. Найдены способы передачи значи¬тельных тепловых потоков между рабочими средами с помощью тепловых труб, аналогичных по способу действия греющим трубкам хлебопекарных печей (трубкам Перкинса). Данные о конкретном применении новых типов теплообменников содер¬жатся в рекомендуемой литературе.

Основы расчета поверхностных теплообменников Расчет поверхностных теплообменников содержит тепловой, конструктивный, гидравлический, прочностный и технико-эконо¬мический расчеты, которые обычно выполняются в нескольких вариантах.Оценка выбранного варианта производится по одно¬му из признаков оптимальности: коэффициенту полезного дейст¬вия, технико-экономическому критерию оптимальности и др. Тепловой расчет поверхностного теплообменника состоит в решении общего уравнения теплопередачи Q = qF совместно с уравнением теплового баланса Q = M1i1=M2i2, для конкрет¬ных условий работы теплообменника: данных рабочих сред, кон¬структивных размеров элементов теплопередающей поверхности, заданных пределов изменения температур и схеме относительно¬го движения теплоносителей (см. гл. XII). Решением является совокупность правил (алгоритм), однозначно приводящих от ис¬ходных данных к результату—значению площади поверхности теплообмена в проектном (прямом) расчете либо к значению температур потоков на выходе из аппарата при проверочном расчете. Вследствие влияния многочисленных факторов и различия в исхо,1цы. данных общее решение, пригодное для любого тепло¬обменника, отсутствует.

Однако существует несколько простых методов приближенного расчета, отличающихся различными допущениями, легко реализуемых при ручном и машинном сче¬те, среди них наиболее доступны методы расчета Грасгофа, Колбэрна, А. П. Клименко и Г. Е. Каневца (Институт газа АН УССР). Рассмотрим в качестве примера методику теплового и конст¬руктивного расчета наиболее распространенного парожидкостного трубчатого подогревателя непрерывного действия по спосо¬бу Грасгофа.

В проектных тепловых расчетах подогревателей определяют: а) среднюю разность температур и средние температуры ра¬бочих тел; б) тепловую нагрузку и расход рабочих тел; в) коэффициент теплопередачи; г) поверхность нагрева.

– Конец работы –

Используемые теги: Выбор, теплообменника0.034

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Выбор теплообменника

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным для Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Еще рефераты, курсовые, дипломные работы на эту тему:

Критерии выбора видов пассажирского транспорта. Учет различных факторов при выборе видов городского пассажирского транспорта.
На сайте allrefs.net читайте: Критерии выбора видов пассажирского транспорта. Учет различных факторов при выборе видов городского пассажирского транспорта....

Экономика: наука об ограниченности и выборе. Проблема выбора и альтернативная стоимость
Свобода потребительского выбора оказывается самой широкойиз этих свобод. Потребитель занимает в экономике особое стратегическоеположение в определ… Таким образом, в действительности поставщики ресурсов ипредприятия вовсе не… Такаядифференциация продукции расширяет диапазон свободы выбора потребителя иодновременно наиболее полно удовлетворить…

Выбор теплообменника
Обычно различаются собственно теплообменники, в которых пе¬редача тепла является основным процессом, и реакторы, в кото¬рых тепловой процесс играет… В зависимости от вида рабочих сред различаются теплооб¬менники: а)… В теплообменниках периодического действия тепловой обра¬ботке подвергается определенная порция (загрузка) продукта;…

Методы выбора поставщика
Таким образом, процесс закупки заканчивается выполнением заказа, сделанного на основании имеющихся заявок конкретному поставщику. По-этому… Выявление и изучение источников закупки и поставки не является разовым… В целом эта проблема может быть подразделена на 3 этапа:  выявление потенциальных поставщиков;…

Смутное время. Проблема выбора между западом и востоком
Что такое Смута? Историки на этот вопрос отвечают так: «глубочайший кризис, охвативший все сферы жизни русского общества начала XVII века и… Все эти никогда не виданные ранее события получили широкий размах в первые два… Раньше не было в стране и параллельно существующих нескольких центров со своими правителями.

Выбор ценностной дисциплины для ОАО "ЭСТА"
В производстве используются новейшие технологии, высококачественные экологически чистые материалы. ОАО "ЭСТА" предлагает своим клиентам услуги… При заключении договоров оптовых поставок и спецзаказов существует гибкая… Эта информация позволит сформировать наиболее приемлемую стратегию развития предприятия на перспективу.

Проблема выбора в экономике
Данная тема связана с зарождением экономики, как науки. Ведь при производстве тех или иных благ используется множество методов и используются… По мнению автора, данной цели добиться можно не всегда, так как выбор порой… И вот опять же встаёт вопрос о рациональном выборе. Целью автора является объяснить понятие «рационального выбора»,…

Выбор способа перезок и управление запасами
Главная проблема, возникающая в любой логистической системе в отношении запасов – их оптимизация, то есть поддержание оптимального уровня по каждой… Создавая запас, необходимо учитывать, что расширение ассортимента товаров на… Основным доводом является то, что на предприятии должно быть определенное количество материальных ресурсов для…

Тепловой расчет кожухотрубного и пластинчатого теплообменника
РЕШЕНИЕ Тепловой расчет кожухотрубного теплообменника Кожухотрубные теплообменники представляют собой аппараты, выполненные из пучков труб,… Горизонтальные секционные скоростные водоподогреватели по ГОСТ 27590 с трубной… Водоподогреватели состоят из секций, которые соединяются между собой калачами по трубному пространству и патрубками -…

Выбор допусков и посадок на гладкие элементы деталей машиностроительных узлов
Рассчитываем допуски размеров, предельные размеры детали, предельные зазоры и натяги, допуски посадок. Соединение Ø 40 Н8/f7 TD = ES - EI = 89 - 50 = 39 мкм, Td = es - ei =… Для вала: Цилиндрическая поверхность - Ra не более 1,25 мкм; Поверхность торцов заплечиков - Ra не более 2,5 мкм; Для…

0.025
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • По категориям
  • По работам
  • Расчет оптимального теплообменника по параметрам эффективности теплопередачи Схема процесса теплообмена представлена на рисунке 1. Рисунок 1 — Схема процесса теплообмена Данные для расчета (значения теплоемкостей и… Другую группу составляют теплообменники смешения, в которых теплота… В непрерывных процессах теплообмена различают следующие схемы относительного движения теплоносителей: прямоток (или…
  • ОЦЕНКА ОПТИМАЛЬНОСТИ ВЫБОРА ERP-СИСТЕМ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ УКРАИНЫ ПО ОБЩЕПРИНЯТЫМ КРИТЕРИЯМ СРАВНЕНИЯ Производственное предприятие является сложной функциональной системой, которая занимает определенное место в общем экономическом пространстве… Например, информация относительно тенденций развития конъюнктуры рынка,… Одновременно в условиях роста количества и интенсивности информации, которая передается внутри и за пределы…
  • Выбор методов контроля сварных соединений и пробного давления гидроиспытания по заданным условиям В соответствии с правилами ГГТН для сварных соединений из стали 15Х5М должны применяться следующие методы контроля: 1) Неразрушающие: - визуальный и… Перед визуальным осмотром поверхность свариваемого шва и прилегающие к нему… Стилоскопированию сварных швов должны подвергаться сварные швы работающих под давлением деталей из сталей 12ХМ, 12МХ,…
  • Жизненный смысл выбора смерти Углы такого "отклонения" могут быть различны - вплоть до резкой смены курса или поворота вспять. Некоторыеиз таких поворотов и сами ведут к… А"отклонения" окажутся многообразными деформациями поведения, в том числе и… Но что же его удерживало до сих пор, несмотря на невзгоды, и что заставило поднять на себя руки? Загадку самоубийства…
  • Свобода выбора В силу этого свобода не может быть сведена только к свободе выбора, но имеет и иное измерение, иное качество действования. Бергсон впервые в истории философии утверждал, что, на самом деле, не… Она сама таит в себе новые возможности и осуществляет их. Такое понимание свободы разделяют и некоторые русские…