.RU

Выбор теплообменника

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 пе­редача тепла является основным процессом, и реакторы, в кото­рых тепловой процесс играет вспомогательную роль.

Классификация теплообменников возможна по различным признакам.

По способу передачи тепла различаются теплообменники смешения, в которых рабочие среды непосредственно соприка­саются или перемешиваются, и поверхностные теплообменни­ки - рекуператоры, в которых тепло передается через поверх­ность нагрева - твердую (металлическую) стенку, разделяю­щую эти среды.

По основному назначению различаются подогреватели, испа­рители, холодильники, конденсаторы.

В зависимости от вида рабочих сред различаются теплооб­менники:

а) жидкостно-жидкостные - при теплообмене между двумя жидкими средами;

б) парожидкостные - при теплообмене между паром и жид­костью (паровые подогреватели, конденсаторы);

в) газожидкостные - при теплообмене между газом и жид­костью (холодильники для воздуха) и др.

По тепловому режиму различаются теплообменники перио­дического действия, в которых наблюдается нестационарный тепловой процесс, и непрерывного действия с установившимся во времени процессом.

В теплообменниках периодического действия тепловой обра­ботке подвергается определенная порция (загрузка) продукта;

вследствие изменения свойств продукта и его количества пара­метры процесса непрерывно варьируют в рабочем объеме аппа­рата во времени.

При непрерывном процессе параметры его также изменяют­ся, но вдоль проточной части аппарата, оставаясь постоянными во времени в данном сечении потока. Непрерывный процесс ха­рактеризуется постоянством теплового режима и расхода рабо­чих сред, протекающих через теплообменник.

В качестве теплоносителя наиболее широко применяются насыщенный или слегка перегретый водяной пар. В смеситель­ных аппаратах пар обычно барботируют в жидкость (впускают под уровень жидкости); при этом конденсат пара смешивается с продуктом, что не всегда допустимо. В поверхностных аппара­тах пар конденсируется на поверхности нагрева и конденсат удаляется отдельно от продукта с помощью водоотводчиков. Водяной пар как теплоноситель обладает множеством преиму­ществ: легкостью транспортирования по трубам и регулирова­ния 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 технологи­ческого процесса нагреваются до высокой температуры. В срав­нении с паром жидкостный подогрев менее интенсивен и отли­чается 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 услови­ях технологической аппаратуры пищевых производств при паро­вом и водяном обогреве наивысшие температуры ограничены 150-160 С, что соответствует давлению (5-7) 105 Па.

В отдельных случаях (в консервной промышленности) при­меняется масляный обогрев, который позволяет при атмосфер­ном давлении достигнуть температур до 200°С.

Широко применяется обогрев горячими газами и воздухом (до 300—1000°С) в печах, сушильных установках. Газовый обо­грев отличается рядом недостатков: трудностью регулирования и транспортирования теплоносителя, малой интенсивностью теп­лообмена, загрязнением поверхности аппаратуры (при исполь­зовании топочных газов) и др. Однако в ряде случаев он явля­ется единственно возможным (например, в воздушных сушил­ках).

В холодильной технике используется ряд хладагентов: воз­дух, вода, рассолы, аммиак, углекислота, фреон и др.

При любом использовании теплоносителей и хладагентов тепловые и массообменные процессы подчинены основному— технологическому процессу производства, ради которого созда­ются теплообменные аппараты и установки. Поэтому решение задач оптимизации теплообмена подчинено условиям рациональ­ного технологического процесса.

Для нагревания и охлаждения жидких сред разработаны теплообменники разнообразных конструкций. Ниже рассматри­ваются некоторые конструкции теплообменных аппаратов, при­меняющихся в пищевой промышленности.

Выбор конструкции теплообменных аппаратов

Конкретная задача нагревания или охлаждения данного про­дукта может быть решена с помощью различных теплообмен­ников. Конструкцию теплообменника следует выбирать, исходя из следующих основных требований, предъявляемых к теплообменным аппаратам.

Важнейшим требованием является соответствие аппарата технологическому процессу обработки данного продукта; это до­стигается при таких условиях: поддержание необходимой темпе­ратуры процесса, обеспечение возможности регулирования тем­пературного режима; соответствие рабочих скоростей продукта минимально необходимой продолжительности пребывания про­дукта в аппарате; выбор материала аппарата в соответствии с химическими свойствами продукта; соответствие аппарата давлениям рабочих сред.

Вторым требованием является высокая эффективность (про­изводительность) и экономичность работы аппарата, связанные с повышением интенсивности теплообмена и одновременно с соблюдением оптимальных гидравлических сопротивлений аппа­рата. Эти требования обычно выполняются при соблюдении сле­дующих условий: достаточные скорости однофазных рабочих сред для осуществления турбулентного режима; благоприятное относительное движение рабочих сред (обычно лучше противо­ток); обеспечение оптимальных условий для отвода конденсата и неконденсирующихся газов (при паровом обогреве); достиже­ние соизмеримых термических сопротивлений по обеим сторонам стенки поверхности нагрева; предотвращение возможности за­грязнения и легкая чистка поверхности нагрева, микробиологи­ческая чистота и др.

Существенными требованиями являются также компакт­ность, малая масса, простота конструкции, удобство монтажа и ремонта аппарата. С этой точки зрения оказывают влияние сле­дующие 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 дефор­маций, 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 техноло­гического процесса в аппарате.

Для ориентировки при выборе теплообменников приведем следующие соображения. Из парожидкостных подогревателей наиболее рациональным является многоходовой по трубному пространству - трубчатый теплообменник жесткой конструк­ции (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 тепло­отдачи между рабочими средами и стенкой с обеих сторон по­верхности нагрева существенно отличаются (в газожидкостных теплообменниках); оребрение целесообразно со стороны наи­меньшего 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 перего­родок;

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 ак­тивно участвует в теплообмене;

г) обеспечение оптимальных значений прочих определяющих факторов: температур, дополнительных термических сопротивле­нии и т. д.

Путем анализа частных термических сопротивлений можно выбрать наилучший способ повышения интенсивности теплооб­мена в зависимости от типа теплообменника и характера рабо­чих тел. Так, например, в жидкостных теплообменниках попе­речные перегородки имеет смысл устанавливать только при не­скольких ходах в трубном пространстве. Перегородки не всегда необходимы; при вертикальном расположении трубок и нагреве паром последний подается в межтрубное пространство; попереч­ные перегородки будут мешать стеканию конденсата. При теп­лообмене 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 пе­регородок теряет смысл. Перегородки бесцельны также в случае сильно загрязненных жидкостей, при которых вследствие нарас­тания слоя загрязнений на трубках решающее влияние на коэф­фициент теплопередачи оказывает величинаRn.


vliyanie-fedralnogo-televideniya-na-regionalnie-televizionnie-kanali-chast-22.html
vliyanie-fedralnogo-televideniya-na-regionalnie-televizionnie-kanali-chast-34.html
vliyanie-fedralnogo-televideniya-na-regionalnie-televizionnie-kanali-chast-7.html
vliyanie-fizicheskih-nagruzok-na-organizm.html
vliyanie-ftora-i-ftorosoderzhashih-soedinenij-na-zdorove-naseleniya.html
vliyanie-gisterezisa-i-vihrevih-tokov-na-tok-katushki-s-ferromagnitnim-serdechnikom.html
  • literature.bystrickaya.ru/bobrovnikovo.html
  • pisat.bystrickaya.ru/spravka-ob-itogah-rassmotreniya-krasnogorskim-rajonnim-sudom-g-kamenska-uralskogo-sverdlovskoj-oblasti-ugolovnih-del-i-materialov-v-otnoshenii-nesovershennoletnih-za-2011-god.html
  • grade.bystrickaya.ru/monografiya-posvyashena-aktualnim-voprosam-primeneniya-kraniomet.html
  • uchebnik.bystrickaya.ru/v-naukah-o-cheloveke-dolzhen-proizojti-sdvig-kotorij-mozhno-sravnit-lish-s-kopernikianskoj-revolyuciej-v-astronomii.html
  • uchebnik.bystrickaya.ru/v-i-goncharov-adres-redakcii-stranica-4.html
  • shpargalka.bystrickaya.ru/vlastelin-kolec-vozvrashenie-korolya-stranica-3.html
  • tasks.bystrickaya.ru/20-harakteristika-sovremennogo-nauchnogo-metoda-1-uchenie-konfuciya.html
  • write.bystrickaya.ru/glava-xv-88-o-chestvovanii-svyatih-i-ih-moshej-kniga-pervaya-29.html
  • vospitanie.bystrickaya.ru/zadachi-razvitie-prostranstvennih-predstavlenij-detej-razvitie-rechi-obogashenie-aktivnogo-slovarya-razvitie-proizvolnoj-pamyati.html
  • esse.bystrickaya.ru/put-razmesheniya-na-sajte-mintrud-rtsocialnoe-partnerstvorazvitie-socialnogo-partnerstvainformaciya-stranica-4.html
  • laboratornaya.bystrickaya.ru/programmnoe-obespechenie-sistemi-sbora-opisanie-i-instrukciya-po-ekspluatacii-g-obninsk.html
  • textbook.bystrickaya.ru/kak-sdelat-sherstyanie-tkani-i-sukno-nepromokaemi-obihodnaya-receptura-sadovoda-shtejnberg-pn.html
  • reading.bystrickaya.ru/leonardo-da-vinchi-1982-god-stranica-3.html
  • thesis.bystrickaya.ru/programma-disciplini-tehnologiya-stroitelnih-processov.html
  • college.bystrickaya.ru/1-tehnologicheskaya-podgotovka-proizvodstva-etap-tehnologicheskoj-podgotovki-proizvodstva-tesno-svyazan-s-predidushimi-etapami-tak-kak-vhodnoj-informaciej-dlya.html
  • teacher.bystrickaya.ru/fizicheskaya-kultura-i-adaptaciya-organizma-xxx-nauchno-metodicheskaya-konferenciya-vladivostok.html
  • gramota.bystrickaya.ru/zapolnenie-zayavki-na-uchastie-v-konkurse-prilozhenie-2-a-a-temkin-2-marta-2007-goda.html
  • literature.bystrickaya.ru/deyatelnost-municipalnogo-arhiva-otchet-glavi-municipalnogo-rajona-krasnochikojskij-rajon-za-2010god.html
  • school.bystrickaya.ru/kopchenie-i-koptilnie-kameri.html
  • uchit.bystrickaya.ru/titovichvladimir-vasilevich-ukazatel-personalij.html
  • crib.bystrickaya.ru/igrapriroda-igri-predmet-i-zadachi-psihologii-kak-nauki.html
  • books.bystrickaya.ru/dokumentaciya-ob-aukcione-na-pravo-zaklyucheniya-gosudarstvennogo-kontrakta-na-postavku-tovara-dlya-gosudarstvennih-nuzhd.html
  • esse.bystrickaya.ru/referat-otchet-97-str-47-illyustraciya-30-tablic-42-ispolzovannih-istochnika.html
  • writing.bystrickaya.ru/innovacionnaya-i-investicionnaya-deyatelnost-predpriyatiya.html
  • tasks.bystrickaya.ru/13092011-16092011-provedenie-vistavok-v-moskv-e-v-2011-godu.html
  • ucheba.bystrickaya.ru/prakticheskie-rekomendacii-teoreticheskie-i-metodologicheskie-osnovi-razvitiya-sestrinskogo-dela-na-urovne-pervichnoj.html
  • ekzamen.bystrickaya.ru/sabati-barisi.html
  • thesis.bystrickaya.ru/prilozhenie-17-metodicheskie-rekomendacii-dlya-organov-gosudarstvennoj-vlasti-subektov-rossijskoj-federacii-i-organov-mestnogo-samoupravleniya-po-realizacii-federalnogo-zakona-ot-8-maya-2010-g-83-fz-v-sfere-transporta.html
  • thescience.bystrickaya.ru/kasha-v-golove-fajnberg-v-l-inie-izmereniya-kniga-rasskazov.html
  • institut.bystrickaya.ru/stanca-i-prodolzhenie-tajnaya-doktrina.html
  • report.bystrickaya.ru/ii-mezhdunarodnaya-nauchno-prakticheskaya-konferenciya-voda-bescennoe-nasledie-sankt-peterburg-azimut-otel.html
  • literatura.bystrickaya.ru/rinochnaya-stoimost-nornikelya-sostavlyaet-po-raschetam-agentstva-bloomberg-29-mlrd.html
  • control.bystrickaya.ru/dialogovoe-proektirovanie-tehnologicheskih-processov-v-sisteme-tehnopro.html
  • zadachi.bystrickaya.ru/shpargalka-po-moskvovedeniyu.html
  • knigi.bystrickaya.ru/sovpadenie-imyon-sobitij-i-faktov-s-tem-chto-schitaetsya-realnim-sluchajnoe-stranica-6.html
  • © bystrickaya.ru
    Мобильный рефератник - для мобильных людей.