Главная -> Словарь

Поверхности теплообменных

В случае теплообмена чистых сред, практически па загрязняющих поверхности теплообмена, можно применять кожухотрубча-тый теплообменник с U-образньши трубками . Расход металла на такие аппараты на 10—15% ниже, чем на аппараты с плава ющей голонкой.

3. Политропический процесс, протекающий с отводом или подводом тепла, когда скорость отвода или подвода тепла не пропорциональна количеству выделенного или поглощенного тепла. В рассматриваемом случае температура в реакторе также меняется от входа к выходу, но характер температурной кривой зависит в большей степени от работы поверхности теплообмена, чем от вида кинетической кривой. К политропическим системам могут быть отнесены реакционные секции змеевиков печей термического крекинга и пиролиза, реакторы каталитического крекинга с неподвижным катализатором в процессе регенерации, змеевиковые реакторы полиэтилена высокого давления и др.

Вдоль всей поверхности теплообмена обеспечивается интенсивный съем тепла при помощи горячего парового конденсата, циркулирующего через охлаждающие рубашки змеевика. Проведение процесса в змеевике, составленном из труб небольшого диаметра, обеспечивает большую удельную поверхность охлаждения. Для полимеризации этилена это особенно важно, поскольку тепловой эффект реакции может достигать 1000 ккал/кг и своевременный и быстрый отвод тепла является решающим фактором для данного процесса. Часть избыточного тепла отводится также рециркулирую-щим этиленом.

менивающихся сред в конденсаторе и подогревателе. В то же время уменьшение разности температур приводит к увеличению необходимой поверхности теплообмена, т. е. к увеличению капитальных затрат. Очевидно, минимальным приведенным затратам соответствует оптимальная разность температур в конденсаторе и подогревателе.

8. Вычисленные поверхности теплообмена укрупняют за счет объединения двух или нескольких теплообменников. Новую стоимость системы теплообмена сравнивают о предыдущим значением. Укрупнение продолжают до тех пор, пока стоимость системы теплообмена не начнет увеличиваться.

Вертикальный термосифонный рибойлер с площадью поверхности теплообмена 50 м2.

При одинаковой поверхности теплообмена экономичнее аппарат с более длинными трубками: во-первых, снижаются масса и стоимость корпуса, поскольку уменьшается его диаметр; во-вторых, при уменьшении диаметра корпуса повышаются скорости агентов в трубном и межтрубном пространствах, что увеличивает общий коэффициент теплопередачи. Следует отметить, что применение длинных трубок, хотя и снижает стоимость изготовления теплообменника,

Предварительные расчеты с помощью ориентировочно принятых коэффициентов теплопередачи дают возможность выбрать габариты аппарата и площадь поверхности теплообмена, которые затем уточняют с помощью рассчитанных значений коэффициентов теплопередачи.

Запас поверхности теплообмена не должен превышать 20°/ всей площади. Чрезмерный запас теплопередающей поверхност приводит к пульсирующей подаче парожидкостной смеси из рибой лера в колонну, что иногда является причиной резкого снижени коэффициента полезного действия колонны.

* Площадь поверхности теплообмена во всех случаях составляет 1420 мг. ** В числителе—давление нагнетания в знаменателе—давление всасывания компрессора.

При размещении труб по вершинам треугольника число труб несколько увеличивается, что приводит к увеличению поверхности теплообмена примерно на 10—15%. Материал для теплообменников выбирают в зависимости от технологического режима, характера среды, что отражается в графе исполнения аппарата буквенными обозначениями: Ml, М2, МЗ, М4, Б1, Б2, БЗ. Трубы теплообменников изготовляют из стали, латуни, алюминиевого сплава, корпус аппарата и распределительные камеры — из двухслойной стали разных марок и сплавов. В случае латунных труб, их длине 9 м, четырех ходов по трубам, давлении 25 кгс/см2 и при размещении труб по вершине квадрата аппараты .характеризуются следующими данными по весу:

Конструкция однопоточного неразборного теплообменника показана на рис. 156. Такой теплообменник выполняют целиком сварным или с применением для соединения внутренних труб двойников на фланцах или муфтах. В последних случаях возможна механическая чистка внутренней поверхности теплообменных труб. Концы наружных труб выполняют из тройников, образующих отвод, и днищ, привариваемых к внутренним трубам. Таким образом, неразборные теплообменники типа «труба в трубе» являются конструкциями жесткого типа.

Теперь нам известны все величины, необходимые для определения искомой поверхности теплообменных аппаратов:

Увеличение наружной поверхности теплообменных труб путем навивки или накатки ребер характеризуется коэффициентом оребрения ф. т. е. отношением полной поверхности сребренной трубы Fa к наружной поверхности трубы по основанию ребер FR.

Неразборные теплообменники типа труба в трубе предназначены для таких условий эксплуатации, когда среда, проходящая в кольцевом пространстве, не дает отложений, вызывающих необходимость механической очистки наружной поверхности тепло-обменных труб. Аппараты исполнения I предназначены для условий эксплуатации, не требующих механической очистки внутренней поверхности теплообменных труб от загрязнений. Аппараты исполнения II наиболее пригодны для условий эксплуатации, вызывающих необходимость регулярной механической очистки внутренней поверхности теплообменных труб от загрязнений.

В тех случаях, когда наряду с возможностью регулярной механической чистки внутренней поверхности теплообменных труб необходимо обеспечить возможность вынимать теплообмен-ные трубы для их замены или механической очистки наружной поверхности от загрязнений, применяют разборные теплообменники типа труба в трубе. Они предназначены для загрязненных и склонных к значительным отложениям рабочих сред, а также для сред, несущих взвеси, т. е. для таких технологических условий, когда не допускается разделение рабочей среды на параллельные потоки . Более загрязненная среда одним по-

После декомпозиции ХТС на подсистемы размерность решаемых задач снижается, и эти задачи решаются имеющимися в наличии программными средствами расчёта химико-технологических процессов. При этом трудно учитываются требования предыдущих и последующих подсистем. В результате образуется разрыв во входных и выходных параметрах подсистем. Для исключения нестыковок во входных и выходных параметрах подсистем в проектах ХТС закладывается определённый запас мощности насосов, теплопередающей поверхности теплообменных аппаратов, избыточное количество контактных устройств в колоннах, увеличенные диаметры трубопроводов. Тем не менее после реализации проекта ХТС оказывается, что в ряде позиций аппаратов, оборудования, трубопроводов есть узкие места, которые отражаются на технологическом режиме, производительности.

В разборных конструкциях теплообменников типа «труба в трубе» внутренние трубы при повышении температуры могут удлиняться независимо от наружных. Конструкция аппаратов позволяет осуществлять регулярную механическую очистку внутренней поверхности теплообменных труб от загрязнений, а также при необходимости вынимать трубы для их замены или механической очистки наружной поверхности.

Достоинством воздуха как охлаждающего агента, является его доступность. Он практически не приводит к загрязнению наружной поверхности охлаждения. К недостаткам этого агента по сравнению с водой можно отнести сравнительно низкий коэффициент теплоотдачи со стороны воздуха, который можно скомпенсировать значительным оребрением наружной поверхности теплообменных труб; сравнительно низкая теплоемкость , вследствие чего массовый расход воздуха в 4 раза превышает расход воды; существенные колебания начальной температуры воздуха, обусловливаемые географическим местом расположения установки, временем года, а также временем суток. В стандартных аппаратах воздушного охлаждения предусматривается возможность частичного . Массовый расход воздуха в 4 раза превышает расход воды вследствие сравнительно низкой его теплоемкости . Сравнительно низкий коэффициент теплоотдачи со стороны воздуха компенсируют значительным оребрением наружной поверхности теплообменных труб. К недостаткам воздуха как хладагента следует отнести существенные колебания начальной температуры воздуха, обусловливаемые как географическим местом расположения, так и временем года и суток. Наиболее трудные условия охлаждения при помощи воздуха имеют место при жарком климате и в летнее время. В стандартных аппаратах воздушного охлаждения предусматривается возможность снижения начальной температуры воздуха путем его увлажнения, за счет впрыскивания воды с помощью форсунок.