Порівняльна характеристика теплообмінних апаратів 


Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Порівняльна характеристика теплообмінних апаратів



Конструкція теплообмінника повинна задовольняти вимоги, які залежать від конкретних умов протікання процесу теплообміну (теплове навантаження апарата, температура і тиск, при яких здійснюється процес, агрегатний стан і фізико-хімічні властивості теплоносіїв, їх хімічна агресивність, умови тепловіддачі, можливість забруднення робочих поверхонь апарата та ін.). Під час вибору теплообмінника необхідно враховувати також простоту конструкції і компактність апарату, витрату матеріалу на одиницю переданого тепла і інші техніко-економічні показники. Зазвичай не одна з конструкцій не задовольняє повністю всі вимоги і потрібно обмежуватися вибором найбільш підходящої конструкції.

У одноходових кожухотрубних| теплообмінниках сумарний попе­речний| перетин труб|труба-конденсаторів| відносно великий, що дозволяє отримувати|одержувати| досить високі швидкості в трубах|труба-конденсаторах| тільки|лише| при великих об'ємних витратах рухомого в них середовища|середовища|. Тому такі апарати раціонально використовувати|, коли швидкість процесу визначається величиною коефіцієнта тепловіддачі в міжтрубному|трубному| просторі|простір-час|, а також у процесі випаровування|випаровування| рідин.

Багатоходові (по трубному простору|простір-час|) кожухотрубні| теплооб­мінники| застосовуються головним чином як парові підігрівачі рідини і конденсатори. Саме у цих випадках взаємний напрям| руху теплоносіїв у багатоходових теплообмінниках (змішаний струм|тік|) не призводить до зниження середньої рушійної сили порівняно з|із| протитечією, за принципом якого працюють одноходові теплообмінники. Багатоходові теплообмінники доцільно використовувати також для процесів теплообміну в системах рідина—рідина і газ—газ| при великих теплових навантаженнях. Якщо ж потрібна невелика поверхня теплообміну, то для вказаних систем придатніші елементні теплообмінники. Особливе значення мають трубчаті тепло­обмінники| нежорсткої конструкції (у тому числі багатоходові) в тих випадках|, коли різниця температур теплоносіїв значна і необхідна компенсація неоднакового теплового розширення труб|труба-конденсаторів| і корпусу апа­рата|. Проте|однак| ці апарати дорожчі за теплообмінники жорсткої конструкції.

Теплообмінники з|із| подвійними трубами|труба-конденсаторами| застосовуються в основному в контактно-каталітичних і реакційних процесах, що протікають при високих температурах, коли необхідно надійно забезпечити вільне подовження|видовження| всіх труб|труба-конденсаторів|, не зважаючи на здорожчання апарату і більш важкий його монтаж.

Змієвикові теплообмінники (занурні|, зрошувальні, змійовики, приварені до зовнішніх стінок апаратів) найефективніше використовують для охолодження|охолодження| і нагріву сильно агресивного середовища|середовища|, коли не­обхідне| вживання|застосування| хімічно стійких матеріалів, з|із| яких важко чи неможливо виготовити трубчаті теплообмінники. Крім того, ці апарати придатні для процесів теплообміну, що протікають під високим тиском|тисненням|. Проте|однак| апарати таких конструкцій працюють лише при помірних теплових навантаженнях.

Як вказувалося|вказувало|, основними перевагами спіральних і пластинчатих| теплообмінників є|з'являються| компактність і висока інтенсивність теплообміну. У той же час|разом з тим| їх вживання|застосування| обмежене невеликими різницями тиску|тиснення| та температур обох теплоносіїв. Спіральні теплообмінники використовуються для нагріву і охолодження|охолодження| рідин, газів і парогазових| сумішей. Сфера застосування пластинчатих|пластинчатих| теплообмін­ників| — процеси теплообміну між рідинами.

Важливим|поважним| чинником|фактором|, що впливає на вибір типу|типу| теплообмінника, є|з'являється| вартість його виготовлення, а також експлуатаційні витрати, що складаються з|із| вартості амортизації апарату і вартості енергії, яка затрачається на подолання|здолання| гідравлічних опорів.

Теплообмінні|теплообмін| апарати усіх типів повинні працювати за оптимального теплового режиму, відповідного поєднання заданої продуктивності і інших показників, які визначаються технологічними умовами|, з|із| мінімальною витратою тепла.

Конденсатори змішування

У хімічних виробництвах зазвичай|звично| не потрібно отримувати|одержувати| чистий конденсат водяної пари для його подальшого|наступного| використання. Тому широко поширені конденсатори змішення,простіші за конструкцією і відповідно дешевші, ніж кожухотрубчаті| теплооб­мінники|, які вживаються як поверхневі|зверхні| конденсатори.

Однією з найпоширеніших конструкцій конденсаторів змішування є сухий поличний барометричний конденсатор (рис. 8.19, а), що працює при протитечійному русі охолоджуючої води і пари. У циліндровий корпус 1 з сегментними полицями 2 знизу через штуцер 3 надходить пара. Вода подається через штуцер 4 (розташований на висоті 12—16 м над рівнем землі) і каскадно перетікає по полицях, що мають невисокі борти. При зіткненні з водою пар конденсується.

Суміш конденсату і води зливається самопливом через штуцер 5 в барометричну трубу 6 заввишки приблизно 10 м і далі — в барометричний ящик 7. Барометрична труба і ящик мають значення гідравлічного затвора, котрий запобігає прониканню зовнішнього повітря в апарат. З барометричного ящика вода видаляється в каналізацію через переливний штуцер.

Разом із парою і водою, що охолоджує, в конденсатор потрапляє деяка кількість повітря; крім того, повітря підсмоктується через нещільність фланцевих з'єднань. Залишковий тиск у конденсаторі найчастіше повинен підтримуватися в межах 0,1—0,2 am. Присутність неконденсованих газів може викликати значне зниження розрідження в конденсаторі. Тому неконденсовані гази відсмоктують через штуцер 8 і відокремлюють від бризг води в бризковловлювачі (на рисунку не показано). Звідси вода також стікає у вертикальну барометричну трубу і барометричний ящик.

У барометричних конденсаторах інколи|іноді| замість сегментних полиць застосовуються полиці, які являють собою круглі диски, що чергуються, і кільця(рис. 8.19|, б), а також ситчаті сегментні полиці. Через отвори останніх вода стікає краплями|краплинами|, внаслідок|внаслідок| чого збільшується поверхня її зіткнення з|із| парою, але|та| отвори ситчатих тарілок можуть легко засмічуватися.

Для установок помірної продуктивності застосовують прямоточні кон|кін|денсатори (рис, 8.20|), розташовані|схильні| на низькому рівні. Внаслідок цього вода найчастіше засмоктується в апарат під дією наявного в ньому розрідження і впорскується в корпус 1 через сопло 2. Пари надходять в конденсатор зверху. Вода, що охолоджує, і конденсат віддаляються відцентровим насосом 3, а повітря відсмоктується повітряним насосом 4.

Такі конденсатори значно компактніші протитечійних баромет­ричних|. Проте|однак| основний недолік|нестача| протитечійних апаратів (велика| висота) компенсується меншою витратою води, що охолоджує, а також меншим об'ємом|обсягом| повітря, що відсмоктується|відсмоктує|. Останнє обумовлене нижчою температурою повітря в цих апаратах у порівнянні з протитечійними| конденсаторами. Крім того, перевагою|достоїнством| протитечійних барометричних конденсаторів є|з'являється| найбільш простий і дешевий спосіб відведення|відводу| води, що видаляється|віддаляє| в каналізацію.

Конденсатори змішування широко застосовуються для створення|створіння| розрідження в установках, що працюють під вакуумом, у тому числі у вакуумфільтрах, вакуумсушарках|, випарних апаратах і ін.

Рисунок. 8.19. Барометричний конденсатор: а — зсегментними полицями; б — з кільцевими полицями; 1— циліндричний корпус; 2 — сегментні полиці; 3 — штуцер для підводу пари; 4 — штуцер для підводу води; 5 — штуцер для відводу води і конденсату; 6 — барометрична труба; 7 — барометричний ящик; 8 — штуцер для відводу неконденсуючих газів. Рисунок. 8.20|. Сухий прямотечійний конденсатор низького рівня: 1 — корпус; 2 — сопло; 3 — відцентровий насос; 4 — повітряний насос.  

ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ

1. Законспектувати теоретичні відомості.

2. Зобразити схему і законспектувати особливості роботи кожухотрубчатих одноходового і багатоходового теплообмінників

3. Зобразити схему і законспектувати особливості роботи кожухотрубчатого теплообмінника з компенсуючи ми пристосуваннями

4. Зобразити схему і законспектувати особливості роботи кожухотрубчатого теплообмінника з подвійними трубами

5. Зобразити схему і законспектувати особливості роботи двотрубного теплообмінника

6. Зобразити схему і законспектувати особливості роботи змієвикового теплообмінника

7. Зобразити схему і законспектувати особливості роботи зрошувального теплообмінника

8. Зобразити схему і законспектувати особливості роботи пластинчатого теплообмінника

9. Зобразити схему і законспектувати особливості роботи оребреного теплообмінника

10. Зобразити схему і законспектувати особливості роботи спірального теплообмінника

11. Зобразити схему і законспектувати особливості роботи теплообмінних пристосувань реакційних апаратів

12. Зобразити схему і законспектувати особливості роботи блочних теплообмінників

13. Зобразити схему і законспектувати особливості роботи шнекових теплообмінників

14. Зобразити схему і законспектувати особливості роботи барометричного конденсатора

15. Зобразити схему і законспектувати особливості роботи сухого прямотечійного конденсатора низького рівня

 

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ

1. Які існують види теплообмінників?

2. Особливості роботи кожухотрубчатих одноходового і багатоходового теплообмінників

3. Особливості роботи кожухотрубчатого теплообмінника з компенсуючими пристосуваннями

4. Особливості роботи кожухотрубчатого теплообмінника з подвійними трубами

5. Особливості роботи двотрубного теплообмінника

6. Особливості роботи змієвикового теплообмінника

7. Особливості роботи зрошувального теплообмінника

8. Особливості роботи пластинчатого теплообмінника

9. Особливості роботи оребреного теплообмінника

10. Особливості роботи спірального теплообмінника

11. Особливості роботи теплообмінних пристосувань реакційних апаратів

12. Особливості роботи блочних теплообмінників

13. Особливості роботи шнекових теплообмінників

14. Особливості роботи барометричного конденсатора

15. Особливості роботи сухого прямотечійного конденсатора низького рівня

 

ЛІТЕРАТУРА

1. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. – М.: Химия, 1973. – 753 с.

2. Голубятников В.А., Шувалов В.В. Автоматизация производственных процессов в химической промышленности: Учебн.для техникумов. – 2-е изд., перераб.и доп. – М.: Химия, 1985. - М., 1985. – 352 с.

3. Методичні вказівки до виконання практичних занять з дисципліни «Типові технологічні процеси і об’єкти виробництв» на тему «Гідравлічні машини» для студентів спеціальності 7.092501 «Автоматизоване управління технологічними процесами» денної та заочної форм навчання. / Федік Л.Ю. – Луцьк: ЛДТУ, 2007. – 12 с.

4. Методичні вказівки до виконання практичних занять з дисципліни «Типові технологічні процеси і об’єкти виробництв» на тему «Теплові процеси» для студентів спеціальності 7.092501 «Автоматизоване управління технологічними процесами» денної та заочної форм навчання. / Федік Л.Ю. – Луцьк: ЛДТУ, 2007. – 12 с.

 

 



Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2017-02-10; просмотров: 637; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 34.226.141.207 (0.03 с.)