Назначение теплообменника – «труба в трубе»
Описание схемы работы теплообменника. Рабочие параметры
Обслуживание и чистка теплообменника
Температура нефти на выходе их теплообменника и его тепловая нагрузка
Физические параметры теплоносителей при их средних температурах
При отсутствии оребрения и загрязненных поверхностей трубы
Навигация
Назначение теплообменника – «труба в трубе»
Процессы и аппараты НГП
40235
знаков
0
таблиц
1
изображение
1.2 Назначение теплообменника – «труба в трубе»
Теплообменники типа «труба в трубе» используются в основном для нагрева или охлаждения теплоносителя в тех случаях, когда требуются небольшие поверхности теплообмена (обычно до 50 м2). Они также могут использоваться в процессах, сопровождающихся частичным кипением или конденсацией теплоносителя. Преимущество теплообменника «труба в трубе» заключается в разнообразии компоновок, и, кроме того, они могут быть быстро собраны из стандартных элементов на месте монтажа. При необходимости поверхность теплообмена может быть увеличена за счет установки дополнительных секций. Подходящим выбором конструкции входных и выходных патрубков можно обеспечить эффективную очистку поверхностей теплообмена по обеим сторонам. Можно просто выполнять контроль распределения потоков теплоносителя по каждому каналу теплообменника, что особенно важно при охлаждении вязких жидкостей, когда в случае необходимости один насос может быть установлен для группы теплообменников. Главными недостатками теплообменников «труба в трубе» являются большой объем и стоимость. на единицу поверхности теплообмена.
Область применения
Простейший вид теплообменника «труба в трубе» представляет собой У-образную трубу, помещенную внутри трубы такой же формы. Теплообменники «труба в трубе» с продольными ребрами были разработаны в конце второй мировой войны. Теплообменники «труба в трубе» используются вместо кожухотрубных теплообменников при выполнении хотя бы одного из следующих условий:
низкий коэффициент теплоотдачи со стороны кожуха: Если отношение коэффициентов теплоотдачи внутри труб к коэффициентам в межтрубном пространстве больше 2:1, то следует использовать развитые поверхности. Типичным примером могут служить теплообменники с газом или вязкими жидкостями в межтрубном пространстве и водой, паром или жидкостью с низкой вязкостью в трубах. Чем больше это отношение, тем более эффективным будет применение развитых поверхностей, поскольку при этом могут быть увеличены число и размер ребер ;
«пересечение» или близкие значения температур по горячей и холодной стороне. Конструкция теплообменников «труба в трубе» позволяет в точности воспроизвести режим противотока, И ситуация, при которой возникает «пересечение» температур, легко устранима. Поскольку теплообменники типа «труба в трубе» имеют модульную структуру, они могут быть смонтированы последовательно и параллельно с минимумом коммуникационных трубопроводов и на общем фундаменте;
высокие давления. Для выбранной мощности теплообменники «труба в трубе» имеют меньший диаметр наружной трубы, чем диаметр кожуха в кожухотрубных теплообменниках. Наружные трубы обычно не имеют сварных швов, и их диаметр варьирует от 50 до 200 мм, хотя в особых случаях возможны и большие диаметры. Следовательно, при высоком давлении в наружной трубе требуется меньшая толщина стенок из-за малого диаметра;
малые мощности. Теплообменники «труба в трубе» часто используются для небольших мощностей, при которых нет необходимости применять оребренные трубы (например, при использовании в качестве теплоносителя воды). В этом случае применяются гладкие трубы или пучки гладких труб.
1.3 Теоретические основы процесса теплопередачи
Тепловые процессы или теплообмен — обобщенное название процессов передачи энергии в виде теплоты между телами, имеющими различную температуру.
Движущей силой процесса теплообмена является разность температур. Причем передача теплоты осуществляется от тела с большей к телу с меньшей температурой.
К тепловым процессам, используемым в промышленности, относятся процессы нагревания, охлаждения, испарения и конденсации.
Вещества и тела, участвующие в процессе теплообмена, называются теплоносителями. Теплоносители с более высокой температурой, отдающие теплоту в процессе теплообмена, называются горячими теплоносителями, вещества с более низкой температурой, воспринимающие теплоту в процессе теплообмена, называются холодными теплоносителями.
Передача теплоты может осуществляться как при непосредственном соприкосновении теплоносителей, так и через тепло-проводящую стенку (поверхность теплообмена) и является основным расчетным конструктивным параметром теплообменных аппаратов (теплообменников).
Различают стационарные (установившиеся) и нестационарные (неустановившиеся) теплообменные процессы.
При стационарных процессах, характерных обычно для непрерывно действующих теплообменных устройств, температура в каждой точке рабочего объема (тела) не меняется во времени.
При нестационарных процессах, характерных для периодически действующего оборудования, температура, напротив, меняется во времени.
Совокупность значений температур во всех точках объема (тела) называется температурным полем. Кроме трехмерного температурного поля, в зависимости от условий проведения процесса и числа используемых координат могут рассматриваться двумерные, и одномерные температурные поля.
Так же, как тепловые процессы, температурное поле может быть стационарным и нестационарным.
Изотермическая поверхность в температурном поле — поверхность, объединяющая точки с одинаковыми температурами. Из-за отсутствия разности температур теплота вдоль такой поверхности не распространяется.
Теплота в температурном поле, таким образом, может распространяться только между изотермическими поверхностями. При этом степень интенсивности изменения температуры характеризуется температурным градиентом, выраженным пределом отношения приращения температуры к расстоянию между изотермическими поверхностями, направленным по нормали к этой поверхности.
Механизмы передачи теплоты
Теплота от одного тела к другому передается: теплопроводностью, конвекцией и тепловым излучением.
Теплопроводность (кондукция) — перенос теплоты вследствие движения и колебаний микрочастиц, соприкасающихся друг с другом. Теплопроводностью передается теплота в твердых телах и тонких слоях жидкости и газа.
Конвекция — перенос теплоты путем перемещения макрообъектов жидкости или газов. Перемещение возможно за счет разности плотностей, обусловленной неодинаковой температурой отдельных участков объема системы (естественная, или свободная, конвекция), а также путем принудительного их перемещения в результате внешних механических воздействий с помощью насосов, компрессоров, воздуходувок и т. п, (вынужденная конвекция).
Тепловое излучение (лучеиспускание) — перенос теплоты в виде электромагнитных волн, излучаемых нагретым телом.
Указанные механизмы распространения теплоты редко встречаются в чистом виде. Обычно они сопутствуют друг другу — происходит так называемый сложный теплообмен.
Конвекция — процесс распространения теплоты в жидкости или газе от поверхности твердого тела или наоборот. Процесс передачи теплоты одновременно конвекцией и теплопроводностью называют теплоотдачей.
При теплоотдаче теплота передается от стенки через тонкий пограничный слой теплопроводностью, а затем в поток (ядро) жидкости конвекцией.
Основным законом теплоотдачи является закон Ньютона, согласно которому количество теплоты dQK0HB, переданное конвекцией от поверхности к окружающей среде (или наоборот), пропорционально поверхности теплообмена dF, разности температур поверхности tст и окружающей среды tf и времени dx проведения процесса: dQKOHB = a(tCT-tf)dFdт.
Коэффициент пропорциональности называется коэффициентом теплоотдачи и показывает, какое количество теплоты передается от теплообменной поверхности 1 м2 в окружающую среду или наоборот в течении 1 с при разности температур теплообменной поверхности и окружающей среды 1 К.
Коэффициент теплоотдачи не является постоянной величиной для рассматриваемой среды и зависит в первую очередь от гидродинамических условий течения жидкости вдоль теплопередающей поверхности, а также плотности, вязкости, удельной теплоемкости и других параметров. Теплопередача — процесс передачи теплоты от более нагретой среды к менее нагретой среде через стенку.
Коэффициент теплопередачи показывает, какое количество теплоты переходит в единицу времени от более нагретого к менее нагретому теплоносителю через разделяющую их стенку с площадью поверхностью 1 м2 при разности температур между теплоносителями один градус.
В случае рассмотрения процесса передачи теплоты через стенку цилиндрической формы механизм теплопередачи остается прежним, а количество теплоты, передаваемой на каждой стадии.
Похожие работы
... , определяется с учетом затрат на перенос сооружений или применение специальных методов отработки этих запасов. Подготовка месторождений для передачи их в промышленное освоение осуществляется в процессе геологоразведочных работ. Необходимая при этом степень изученности зависит от сложности геологического строения и распределения полезных компонентов, а также от социально экономических факторов. С ...
... 7. снижение потерь материальных ресур-сов при доставке и хранении; 8. уменьшение затрат на управление Глава 2. Управление запасами на примере предприятия "Стройсервис" 2.1. Краткая характеристика предприятия «Стройсервис» Общество является юридическим лицом и имеет в собственности имущество, учитываемое на ...
... К-ии и законам (Совет Федерации – указы о введении военного пол-ия, исп-ие ВС за пределами РФ, ГД – дача согласия на назначение Пр-ля Пр-ва, вопрос о доверии Пр-ву, импичмент Пр-та, назначение и освоб-ие Пр-ля ЦБ и Уполном-го по правам чел-ка); 2) Пр-т консультируется с соот-ми комитетами и комиссиями при назн-ии и отзыве диплом. предст-ей в других гос-вах и межд. орг-иях; 3) запрос депутата ( ...
... плате в пустынях, безводных высокогорных местностях - призваны возместить потери в заработной плате, вызванные понижением работоспособности человека в экстремальных условиях труда. 5. Регулирование оплаты труда в нефтеперерабатывающей, нефтехимической и газовой промышленности Для правильной организации выполнения работ и подготовки кадров существует квалификационное разделение труда. Оно ...
0 комментариев