загрузка...

трусы женские
загрузка...
Реферати » Реферати з теплотехніки » Вибір теплообмінника

Вибір теплообмінника

Міністерство Освіти Російської Федерації
Оренбургский Державний Університет

Контрольна робота

по курсу: Основи інженерно-технологічні процеси

Виконав студент Биккинин Р.Т.

Спеціальність ЕіУ

Курс 2

Група ЕС2-3

Шифр ??студента 98-Еге-250

Керівник Асєєва В.В.

________________ Підпис

________________ дата

Оцінка при захисті _____________

Підпис ___________ дата ________

Уфа - 2000

З чого виходять при виборі конструкції теплообмінника? У чому полягає конструктивний розрахунок теплообмінника?

Теплообмінники називаються апарати, в яких відбуватиметься теплообмін, між робітниками середовищами не залежно від їх технологічного або енергетичного призначення (підігрівачі, випарні апарати, концентратори, пастеризатори, випарники, деаератори, економайзери і д.р.)
Технологічне призначення теплообмінників різноманітне. Зазвичай розрізняються власне теплообмінники, в яких передача тепла є основним процесом, і реактори, в яких тепловий процес відіграє допоміжну роль.
Класифікація теплообмінників можлива за різними ознаками.
За способом передачі тепла розрізняються теплообмінники змішання, в яких робочі середовища безпосередньо стикаються або перемішуються, і поверхневі теплообмінники - рекуператори, в яких тепло передається через поверхню нагріву - тверду (металеву) стінку, що розділяє ці середовища.
За основним призначенням розрізняються підігрівачі, випарники, холодильники, конденсатори.
Залежно від виду робочих середовищ різняться теплообмінники: а) рідинно-рідинні - при теплообміні між двома рідкими середовищами; б) парожідкостной - при теплообміні між парою і рідиною (парові підігрівачі, конденсатори); в) газорідинні - при теплообміні між газом і рідиною (холодильники для повітря) і ін.
За тепловому режиму розрізняються теплообмінники періодичної дії, в яких спостерігається нестаціонарний тепловий процес, і безперервної дії зі сталим у часі процесом .
В теплообмінниках періодичної дії тепловій обробці піддається певна порція (завантаження) продукту; внаслідок зміни властивостей продукту і його кількості параметри процесу безперервно варіюють в робочому об'ємі апарату в часі.
При безперервному процесі параметри його також змінюються, але вздовж проточної частини апарату, залишаючись постійними в часі в даному перетині потоку. Безперервний процес характеризується постійністю теплового режиму і витрати робочих середовищ, що протікають через теплообмінник.
Як теплоносій найбільш широко застосовуються насичений або злегка перегріта водяна пара. В змішувальних апаратах пар зазвичай барботируют в рідину (впускають під рівень рідини); при цьому конденсат пара змішується з продуктом, що не завжди припустимо. У поверхневих апаратах пар конденсується на поверхні нагрівання і конденсат видаляється окремо від продукту за допомогою водоотводчіков. Водяна пара як теплоносій має безліч переваг: легкістю транспортування по трубах і регулювання температури, високою інтенсивністю тепловіддачі і ін. Застосування пара особливо вигідно при використанні принципу багаторазового випаровування, коли випарювали з продукт вода прямує у вигляді пари, що гріє в інші випарніапарати і підігрівачі.
Обігрів гарячою водою і рідинами також має широке застосування і вигідний при вторинному використанні тепла конденсатів і рідин
(продуктів), які але ходу технологічного процесу нагріваються до високої температури. В порівнянні з парою рідинний підігрів менш інтенсивний і відрізняється змінної, що знижується температурою теплоносія.
Однак регулювання процесу і транспорт рідин так само зручні, як і при паровому обігріві.

Спільним недоліком парового і водяного обігріву є швидке зростання тиску з підвищенням температури. В умовах технологічної апаратури харчових виробництв при паровому і водяному обігріві найвищі температури обмежені 150-160 С, що відповідає тиску (5-7) 105 Па.

В окремих випадках (у консервної промисловості) застосовується масляний обігрів, який дозволяє при атмосферному тиску досягти температур до 200 ° С.
Широко застосовується обігрів гарячими газами і повітрям (до 300-1000 ° С) в печах, сушильних установках. Газовий обігрів відрізняється рядом недоліків: трудністю регулювання та транспортування теплоносія, малою інтенсивністю теплообміну, забрудненням поверхні апаратури (при використанні топкових газів) і ін. Проте у ряді випадків він є єдино можливим (наприклад, в повітряних сушарках).

У холодильній техніці використовується ряд холодоагентів: повітря, вода, розсоли, аміак, вуглекислота, фреон та ін.

При будь-якому використанні теплоносіїв і холодоагентів теплові та масообмінні процеси підпорядковані основному-технологічному процесу виробництва, заради якого створюються теплообмінні апарати і установки.
Тому рішення задач оптимізації теплообміну підпорядковано умовам раціонального технологічного процесу.
Для нагрівання й охолодження рідких середовищ розроблені теплообмінники різноманітних конструкцій. Нижче розглядаються деякі конструкції теплообмінних апаратів, що застосовуються в харчовій промисловості.

Вибір конструкції теплообмінних апаратів
Конкретна задача нагрівання або охолодження даного продукту може бути вирішена за допомогою різних теплообмінників. Конструкцію теплообмінника слід вибирати, виходячи з таких основних вимог, що пред'являються до теплообмінних апаратів.
Найважливішим вимогою є відповідність апарату технологічному процесу обробки даного продукту; це досягається за таких умов: підтримання необхідної температури процесу, забезпечення можливості регулювання температурного режиму; відповідність робочих швидкостей продукту мінімально необхідної тривалості перебування продукту в апараті; вибір матеріалу апарату відповідно до хімічними властивостями продукту; відповідність апарату тискам робочих середовищ.
Другою вимогою є висока ефективність (продуктивність) і економічність роботи апарату, пов'язані з підвищенням інтенсивності теплообміну і одночасно з дотриманням оптимальних гідравлічних опорів апарату. Ці вимоги звичайно виконуються при дотриманні наступних умов: достатні швидкості однофазних робочих середовищ для здійснення турбулентного режиму; сприятливе відносний рух робочих середовищ (звичайно краще протитечія); забезпечення оптимальних умов для відводу конденсату і неконденсуючий газів (при паровому обігріві); досягнення сумірних термічних опорів по обидва боки стінки поверхні нагрівання; запобігання можливості забруднення і легка чистка поверхні нагріву, мікробіологічна чистота і ін.
Суттєвими вимогами є також компактність, мала маса, простота конструкції, зручність монтажу і ремонту апарату. З цієї точки зору впливають такі чинники; конфігурація поверхні нагрівання; спосіб розміщення і кріплення трубок в трубних решітках; наявність і тип перегородок, ущільнень; пристрій камер, коробок, днищ; габаритні розміри апарату і ін.

Ряд факторів визначає надійність роботи апарату і зручність його експлуатації: компенсація температурних деформацій, міцність і щільність роз'ємних з'єднань, доступ для огляду і чищення, зручність контролю за роботою апарату, зручність з'єднання апарата з трубопроводами і т. д.
Ці основні вимоги повинні бути покладені в основу конструювання і вибору теплообмінних апаратів. При цьому найбільше значення має забезпечення заданого технологічного процесу в апараті.
Для орієнтування при виборі теплообмінників наведемо такі міркування. З парорідинних підігрівачів найбільш раціональним є багатоходової по трубному простору - трубчастий теплообмінник жорсткої конструкції (до рухливих трубним гратам вдаються в крайньому випадку). Цей же теплообмінник з успіхом застосуємо в якості газового або рідинного при великих витратах робочих тіл і невеликому числі ходів в міжтрубномупросторі. При малих витратах рідин або газів краще застосовувати елементні апарати без рухливих трубних решіток.

Ребристі апарати слід застосовувати, якщо умови тепловіддачі між робочими середовищами та стінкою з обох сторін поверхні нагрівання істотно відрізняються (в газорідинних теплообмінниках); оребрение доцільно з боку найменшого коефіцієнта тепловіддачі.
Основні способи збільшення інтенсивності теплообміну в подогревателях: а) зменшення товщини гідродинамічного прикордонного шару в результаті підвищення швидкості руху робочих тіл або іншого виду впливу; це досягається, наприклад, раз-бівкой пучка трубок на ходи і установкою міжтрубних перегородок; б) поліпшення умов відведення неконденсуючий газів і конденсату при паровому обігріві; в) створення сприятливих умов для обтікання робочими тілами поверхні нагрівання, при яких вся поверхня бере активну участь в теплообміні; г) забезпечення оптимальних значень інших визначальних чинників: температур, додаткових термічних опорі і т. д.
Шляхом аналізу приватних термічних опорів можна вибрати найкращий спосіб підвищення інтенсивності теплообміну в залежності від типу теплообмінника і характеру робочих тел. Так, наприклад, в рідинних теплообмінниках поперечні перегородки має сенс встановлювати тільки при декількох ходах в трубному просторі. Перегородки не завжди необхідні; при вертикальному розташуванні трубок і нагріванні паром останній подається в міжтрубний простір; поперечні перегородки заважатимуть стеканию конденсату. При теплообміні газу з газом або рідини з рідиною кількість протікає через міжтрубний простір рідини може виявитися настільки великим, що швидкість її досягне тих же значень, що і всередині трубок; отже, установка перегородок втрачає сенс.
Перегородки безцільні також у разі сильно забруднених рідин, при яких внаслідок наростання шару забруднень на трубках вирішальний вплив на коефіцієнт теплопередачі надає величина Rn.
Інтенсифікація теплообміну є одним з основних напрямів розвитку та удосконалення теплової апаратури харчових виробництв. При цьому широко використовуються позитивні ефекти в інтенсифікації теплообміну, виявлені і досліджені в інших областях хімічної техніки та енергетики. За останні роки виконано ряд робіт з промислового випробуванню активних «режимних» методів інтенсифікації теплообміну в апаратах хімічних і харчових виробництв (І. М. Федоткін, КТІПП). До них відносяться зміна режимних характеристик течії, додаткова турбу-лизация потоку за рахунок пульсації, вдування повітря тощо. Намічені шляхи комплексної інтенсифікації теплообміну, що досягається при спільному впливі різних ефектів. Ведеться прискорена розробка нових типів поверхонь нагріву компактних теплообмінників, ефективність яких оцінюється промисловими даними зв'язок тепловіддачі з гідродинамічним опором. Знайдено способи передачі значних теплових потоків між робочими середовищами за допомогою теплових труб, аналогічних за способом дії гріючим трубках хлібопекарських печей (трубкам Перкінса). Дані про конкретний застосуванні нових типів теплообмінників містяться в рекомендованій літературі.

Основи розрахунку поверхневих теплообмінників

Розрахунок поверхневих теплообмінників містить теплової, конструктивний, гідравлічний, міцнісних та техніко-економічний розрахунки, які зазвичай виконуються в декількох варіантах. Оцінка обраного варіанту здійснюється по одному з ознак оптимальності: коефіцієнту корисної дії, техніко-економічним критерієм оптимальності та ін.

Сторінки: 1 2
загрузка...
ur.co.ua

енциклопедія  з сиру  аджапсандалі  ананаси  узвар