химический каталог




Основные процессы и аппараты химической технологии. Книга первая

Автор Н.И.Гельперин

бмена. Применение прямотока диктуется иногда технологическими и конструктивными причинами, связанными часто С недопустимо высокой температурой поверхности теплообмена при близости температур t[ и tl в случае противотока.

2. Теплообмен между тремя потоками

В химической технологии применяются аппараты для нагревания или охлаждения двух отдельных потоков различных жидкостей (газов) третьим общим потоком (рис. VII-19). В этом случае обе крышки ко-жухотрубного аппарата снабжены глухими перегородками, так что по и2 трубкам движется один из нагреваемых или

охлаждаемых потоков (2), по остальным щ трубкам — второй (3), а в межтрубном пространстве — третий (1). Если трубки имеют диаметр D и длину /, то поверхности теплообмена рассматриваемых потоков выразятся так; F2 = п2п DL; F3 = ПЗЛ DL; Fl = Ft + F3 = п DL (n2 + n3).

Обозначив водяные эквиваленты потоков через Wu W2 и W3, а коэффициенты теплопередачи через /С2 и К3, напишем уравнения тепловых балансов для элементарного участка аппарата DL:

dQa = — Г, dt, = Kwd (ti - f.) dl = -m, (tt - У dl (a)

dQ, = —Г,Л, = Kan8nd (/, — /») Л = — m, (*!-/»)«« (б)

dQi = dQs + dQ, или W1dtt = Widti + W,dta =

= — ma (где щ, = Kitigi d и ms = /С3лзп d.

349

Дифференцируя уравнение (а) и подставляя значение ^ц-из уравнения (в), находим:

Аналогичным путем находим:

ViV,-^-+m3(Vt-W1)^- + m,W,^i.=0 (д,

Дифференцируя уравнение (г), получаем:

^.^ + «.<^-^)-^+*.»*з-^ = 0 (е)

dL

После подстановки в последнее уравнение значения из уравнения (д) и ~- из уравнения (г) получаем:

+ mim3(Wl-W1-W,)^b-=Q (ж)

Уравнение (ж) имеет, как известно, следующее решение:

ta = Ае" + ВеЬ1 + С = О (VII.Юа)

Здесь а я b являются корнями характеристического уравнения:

ir.tr.ttV + [ma«/3 (W, _ W,) + msWa («Г, - «7,)] x + + mam3 («71_«7!]_U78) = 0

После подстановки значения tz и -^p- из уравнения (VII. 10а) в уравнение (а) находим:

'•-О+ 0+с (V1U06>

Из уравнений (б) и (в) следует:

т, dl ^ т, dl

350

Подставив в последнее выражение значения г, и из

уравнения (VII. 106) и из уравнения (VII. 10а), получим:

' L \ ma п m3 m3 / m8m3 J

+ fi-i/Zt + Zi.—b—jtZiEiN] Be*' + c (vn.юв)

Постоянные величины А, В и С в уравнениях (VII.10), позволяющих рассчитать распределение температур теплоносителей по длине аппарата, находятся из граничных условий: ti — t[ при 1 = 0; t2 = ti и 4 = й при i = (.

Таким образом, при помощи уравнений (VII.10) можно определить конечные температуры теплоносителей при заданной длине теплообменного аппарата или же требуемую его длину, если заданы необходимые конечные температуры теплоносителей.

3. Смешанные токи

Доступным, а часто наиболее экономичным средством достижения высоких коэффициентов теплопередачи и, следовательно, уменьшения требуемой поверхности теплообмена является повышение скорости движения теплоносителей. Это сопряжено, однако, с непропорциональным удлинением аппарата. В самом деле, если кожухотрубный аппарат содержит п труб диаметром d и длиной ./, то поверхность теплообмена F = пл dl мг, а расход жидкости (газа) в трубах при скорости ш м/с составляет V — = (лсР/4) nw м3/с. Следовательно, при V =?» const число труб в аппарате п уменьшается пропорционально увеличению скорости и неизбежно возрастает их длина, так как необходимая поверхность теплообмена F уменьшается при этом значительно медленнее (коэффициент теплоотдачи при турбулентном режиме течения а ~ ш0'8).

В тех случаях, когда требуемая длина труб превышает стандартную (6—7 м), возможны две схемы организации процесса теплообмена. Если количество труб велико, но вмещается в корпус допустимо большого диаметра, то необходимая длина пути теплоносителя / может быть обеспечена путем последовательного соединения двух или нескольких аппаратов с одинаковым числом стандартных труб и суммарной длиной /. При малом же количестве труб целесообразнее создать необходимую длину пути теплоносителя, заставляя его проходить последовательно через половину или меньшее число труб общего пучка, размещенного в одном корпусе. Такие аппараты называются многоходовыми (см. рис. VII-5). При двукратном проходе теплоносителя каждый раз через половину трубного пучка аппарат называют двухходовым,

351

при трехкратном — трехходовым, при четырехкратном — четы-рехходовым и т. д. Аппараты с большим числом ходов применяются редко.

3^

В межтрубном пространстве второй теплоноситель имеет чаще всего один ход, реже — два хода; здесь, как было показано выше, увеличение скорости потока достигается при помощи поперечных перегородок. При наличии одного или двух ходов в межтрубном пространстве, соответственно числу ходов в трубах, различают схемы смешанных токов: 1—2, 1—3, 1—4, 2—2, 2—3, 2—4 и т. д.

Теплообмен по схеме смешанного тока 1—2. Представим себе, что теплоноситель в межтрубном пространстве (водяной эквивалент №,) делает один ход, понижая свою температуру от t[ до t"u а теплоноситель в трубном

пространстве (водяной эквивалент "7

страница 131
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142

Скачать книгу "Основные процессы и аппараты химической технологии. Книга первая" (4Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
медсправка для водительских прав с наркологом и психиатром в зеленограде
иатрас орматек
комплект садовой мебели поляна
где купить журнальный столик в москве

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(18.10.2017)