химический каталог




Основные процессы и аппараты химической технологии. Книга первая

Автор Н.И.Гельперин

!»]> ш2, tl я tl, соответствующие максимуму, должны дЭ „ дЭ _ „. дЭ _ „. дЭ

= 0; расчет этих

удовлетворять условиям: щ — 0;

значений целесообразно производить при помощи ЭЦВМ.

(в)

Очень часто, Однако, скорости чщ и шг предопределены ходом технологического процесса или возможные пределы их варьирования очень малы. Тогда уравнение (а) упрощается:

3 = cQ« — aF

причем коэффициент теплопередачи может быть однозначно рассчитан, и задача сводится к отысканию оптимальных конечных температур теплоносителей t\ и Как известно

d = W, (<; - Q = W2{tl-Q = KF ЦД,- Д2)Д1п(г)

причем в случае прямотока At = t[ — t'2 и &г = tl — ft, а в случае противотока

д = f — А и Д2 = t\ — t'2. ,

Подставляя в уравнение (в) значения Q*^F< дифференцируя его по и Гг,

приравнивая первые производные нулю [-Щ = 0, -щ- = 0^, находим оптимальные конечные температуры теплоносителей: для прямотока

И. СТАЦИОНАРНЫЙ ТЕПЛООБМЕН МЕЖДУ ПОТОКОМ ГАЗА (ЖИДКОСТИ) И СЛОЕМ ЗЕРНИСТОГО МАТЕРИАЛА ПРИ НАЛИЧИИ ВНУТРЕННЕГО ИСТОЧНИКА ТЕПЛА

Рассматриваемый процесс теплообмена часто встречается в аппаратах для осуществления гетерогенного газового катализа. На пути движения газовой смеси через слой зернистого катализатора требуется в этих случаях отводить (или подводить) тепло, выделяющееся (или поглощаемое) в результате химического превращения. Мы ограничимся здесь определением температурных перепадов в поперечных сечениях слоя катализатора, полагая температурный профиль по высоте слоя известным, а внутренний источник тепла равномерно распределенным по объему:

Для упрощенного решения задачи представим себе такое однородное твердое тело, которое при тождественных температурных условиях и геометрических размерах проводит в единицу времени столько же тепла, сколько отдает (или поглощает) слой зернистого катализатора, пронизываемый газовым потоком, ограничивающей его поверхности в результате одновременного действия теплопроводности, конвекции и лучеиспускания. Коэффициент тепло проводности такого тела (Хв) можно представить суммой: Хэ = = К + К + ^л, где Хт — коэффициент теплопроводности зернистого материала (катализатора); Х^ — коэффициент теплопроводности, эквивалентный коэффициенту конвективной теплоотдачи газового потока в зернистом слое; Хл — коэффициент теплопроводности, эквивалентный теплоотдаче излучением.

Величина Хэ, называемая, как уже отмечалось, эквивалентным коэффициентом теплопроводности, определяется в каждом конкретном случае экспериментальным путем. После введения Х3 к рассматриваемому зернистому слою применимо уравнение (VI.13):

Pi/"-?)(t'l + Q + a/Km |

1 + ^i/Wi

1 + иуВГ,

(VI 1,22а)

(а)

dz*

дЩ

дх* + dif

где q — удельное количество выделяющегося (поглощаемого) тепла, Вт/м3.

373

372

Ниже приводятся решения уравнения (а) применительно к наиболее употребительным формам поперечного сечения зернистого слоя (рис. VI1-26).

Если зернистый слой помещен в круговом цилиндре (рис. VII-26, а), омываемом снаружи охлаждающим или греющим потоком, то с учетом изменения температуры в радиальном наРис. VII-26. К расчету теплообмена с потоком газа в слое зернистого материала при наличии внутреннего источника тепла.

правлении целесообразно написать уравнение (а) в цилиндрических координатах:

аае 1

dr

Полагая — и и умножая все члены уравнения (б) на rdr,

получаем: d (иг) = —[qlK) rdr. Двукратно интегрируя последнее уравнение, находим:

В центре рассматриваемого сечения (г = 0) мы имеем ^ = 0,

поэтому С, = 0.

Для определения постоянной Са воспользуемся граничным условием для наружной поверхности цилиндра:

где R — наружный радиус цилиндра; 9j} — температура наружной поверхности цилиндра в данном его сечении; (— температура греющего или охлаждающего агента; а — коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности цилиндра к потоку охлаждающего (или греющего) агента.

Относя уравнения (в) к поверхности цилиндра (г — R, 6 =

= 8д) и подставляя из них значения Йс. и {^r\_R в уравнение (г),

получим: С2 = ( + (qR'HK) (1 + VkJaR).

374

С найденными значениями С± и Са уравнение температурного профиля в сечении зернистого слоя принимает следующий окончательный вид:

9 = 1 + (?К'/4лэ) [1 + 2UlaR — (rlR)*\ (VI 1.23)

Полагая в последнем уравнении г = 0, находим температуру в центре сечения (60), а при г = R — температуру на его периферии (9Д):

ео = * + (iR'l^h) С + 2K/aR): QR = t + qR/2a (VI 1.23а)

Отсюда

e„-BR = qR*/4l3 (VI 1.24а)

Если зернистый материал расположен в кольцевом пространстве между двумя соосными цилиндрами (рис. VII-26, б), то на ограничивающих поверхностях (радиусы i?i и R%) могут устанавливаться разные температуры (9, и %). Температура будет максимальна на промежуточной поверхности радиуса R, т. е. < < R Полагая, что коэффициенты теплоотдачи различны для потоков теплоносителя, омывающих о

страница 138
< 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
сайдинг фирмы лин*
Установка GPS трекера GlobalSat TR-600
дизайнер одежды курсы
можно ли брать гироборд в самолет

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
(04.12.2016)