химический каталог




Основные процессы и аппараты химической технологии. Книга первая

Автор Н.И.Гельперин

= U

Приняв в уравнении (VII.19в) я = 0, находим требуемую длину труб для заданного процесса теплообмена:

1 = [ 1/(6 - А)\ 1л ([К2 ft - Q + MP, ('"2 - Я V [К* & - Я +

+ aWi(t'2-Q}) (УП.19д)

В случае прямотока теплоносителей вне широкой трубы и в кольцевом пространстве (рис. VII-23, в — пунктирная кривая) мы располагаем следующей исходной системой уравнений:

Щ dta ^Ki(Is — S)dx; Wt dfl = К* (h — в) dx + Kj (Л - в) dx; — V1dtl + Wl <й,= IPjde Решение этой системы тем же методом, что и в предыдущих случаях, приводит к следующему уравнению:

<Г% , ( Кг 1 Кг \ <>% KIKS Л, dx3 \ W2 Wt ) dx1 WF ' dx

? = 0

Полученное уравнение отличается от уравнения (г) только коэффициентом при производной второго порядка и имеет то же решение при новых значениях о и Ъ, обозначаемых а, и Ьг и определяемых из характеристического уравнения:

(о,, Ь,)2 + (^/^1 + Кг/^а) («1. »l) - KiKJWl = 0

Таким образом, уравнения (VII.19а)—(VII.19г), выведенные для противотока, применимы также к прямотоку, если значения а и Ь заменить значениями о, и Выражение же для требуемой длины труб будет в данном случае иметь следующий вид:

*=1 Щ>1 - ".л'«(№ С; - Q+BI WI (Ч - *ШЬ С. -К)+

+"^Л11-Я)}

Наконец, при /, = const исчезает разница между прямотоком и противотоком; приведенные уравнения одинаково справедливы (№2 *= оо, а = oi, b = 6i), причем

А = -KJ2W,, + IKJMJ VI + к,/к„; с = -Ka/2rj - (К^/гго Ki + KI/K,

365

Заметим, что рассматриваемый вариант теплообмена осуществим только в тех случаях, когда удовлетворяются следующие условия:

при противотоке

к.(/;-/о+^.й-д>о «ли ^<^.(^.+-Ь._1)

при прямотоке

*(,:-0:Wl(r-o>o ИЛЙ' Ъ^[т=%-ЪЖ. НЕСТАЦИОНАРНЫЙ ПРОЦЕСС КОНВЕКТИВНОГО ТЕПЛООБМЕНА

Выше были рассмотрены стационарные процессы конвективного теплообмена, осуществляемые в аппаратах непрерывного действия между потоками жидкостей (газов), омывающими с постоянной скоростью разделяющую их теплопроводную стенку. В химической технологии, нередко встречаются, однако, и е -стационарные процессы теплообмена, характерные для периодически действующих аппаратов различного назначения (нагревание или охлаждение неподвижных масс жидкостей, кристаллизации из растворов и расплавов, химические реакторы и др.). Особенностью этих нестационарных процессов является непрерывное изменение температур обоих теплоносителей или одного из них во времени.

Допустим, что в аппарате (рис. VII-24) содержится несменяемое количество жидкости, водяной эквивалент которой равен ЯРДж/(с К) и остается постоянным при ее нагревании нли охлаждении от начальной температуры 4 до конечной 4.. Второй теплоноситель (греющий или охлаждающий) омывает с постоянной скоростью поверхность теплообмена, имея постоянную начальную температуру 6, и водяной эквивалент №, Дж/(с-К). Совершенно очевидно, что с течением времени будут изменяться температуры жидкости внутри аппарата (0 и теплоносителя, покидающего поверхность теплообмена (6), осуществляемой в виде погруженных пучков труб, змеевиков или наружных рубашек. Жидкость внутри аппарата обычно интенсивно перемешивается, поэтому можно считать ее температуру в каждый момент времени постоянной по всему объему. Как и во всех ранее рассмотренных процессах теплообмена, примем также К — const.

Допустим, что жидкость в аппарате нагревается при полном перемешивании, а греющий теплоноситель в конце некоторого участка / поверхности теплообмена понизил свою температуру от 9Х до в. Для элемента поверхности df можно написать следующее уравнение теплопередачи: dQ = —Wi d9 = К (9 — г) df, откуда d9/(9 — 0 = —(K/Wi)df. Интегрируя полученное уравнение в пределах от 6i до в и от 0 до /, находим:

in [(В - 0/(8i - 01 = -(К/Щ t или в -1 = (8j - /) e~K!'w' (а)

Среднее значение 9 — t для любого момента времени по всей поверхности теплообмена F выразится так:

df =

?t)e

(6-I)CP = -JT\(9-t)df ?.

(6)

,-Kf/W,

Гг) J

= <8,

цесса ДСи воспользуемся общим уравнением теплопередачи: Q = =? KA,.VFT: = W (4 — 4). После подстановки найденного значения % [выражение (VII.20) 1 получим:

&cx, = (Wi/KF)ti-e-KF'v')(tl-ti)/{\n{El-tI)/>EI-4)1) (V1I.20B)

Если греющий теплоноситель сохраняет постоянную температуру (конденсирующийся насыщенный пар или кипящая индивидуальная жидкость), то Wt = оо, и после раскрытия неопределенности [lim (WjKF) (1 — e-KF/Wl)—* I получим обычное выражение:

АсР = (4- 4)/{Ш № - 4)/(»( - 4)])

Заметим, что выведенные формулы справедливы не только в случае нагревания, но и в случае охлаждения жидкости в аппарате.

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ РАЗМЕРОВ ПОВЕРХНОСТИ ТЕПЛООБМЕНА РЕКУПЕРАТИВНЫХ АППАРАТОВ

Поверхность теплообмена, или рабочая поверхность, тепло-обменного аппарата F определяется из основного уравнения теплопередачи:

F = Q/KAcp (а)

Необходимо, однако, учесть, что рассчитанная поверхность теплообмена F будет удовлетворять заданию только при геометрических ее размерах, обеспечивающих условия, принятые в расчете коэффициента теплопередачи Я. Так, в случае кожухотрубных апп

страница 135
< 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
кресло spring
установка блока стеклоподъемника
съёмные рамки для номерных знаков
cap-n 90-50 w2/3

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
(19.02.2017)