|
|
|
Главная --> Справочник терминов Коэффициент теплопроводности Эффективность трубчато-решетчатых тарелок изменяется монотонно в интервале устойчивой работы — при постоянной плотности орошения извлечение пропана и более тяжелых углеводородов уменьшается с увеличением скорости газа, а к. п. д. тарелок увеличивается [42]. Коэффициент теплопередачи от барботаж-ного слоя к стенке трубной решетки при L > 10 м3/(м2-ч) не зависит от скорости газа, плотности орошения и физических свойств взаимодействующих фаз и составляет в среднем 5024 кДж/(м2 • ч • °С) [42]. Пластинчатые теплообменники обладают следующими преимуществами по сравнению с кожухотрубчатыми: при одной и той же поверхности теплообмена габариты и масса их меньше; из-за более низкого термического сопротивления требуется меньшая поверхность теплообмена. При одних и тех же режимах движения среды коэффициент теплопередачи в пластинчатых теплообменниках в 2—3 раза выше, чем в кожухотрубчатых [52]. Имея значения определяющих критериев по соответствующему уравнению теплоотдачи (см. табл. V. 12), находят значение коэффициента теплоотдачи «i для данного теплоносителя. По этой же схеме проводим расчет коэффициента теплоотдачи для теплоносителя ос 2. Вычисляем коэффициент теплопередачи 11. Рассчитывают общий коэффициент теплопередачи (/Ср, Вт/м2 • • К) для сребренных труб по формуле Процесс полимеризации изопрена проводят непрерывным способом в батарее из 4—6 аппаратов. Температуру полимеризации увеличивают по» ходу процесса с целью достижения конверсии изопрена 85—90%. В качестве полимеризаторов используются аппараты с мешалками, снабженными лопастями и скребками, обеспечивающими интенсивное равномерное перемешивание во всем объеме полимеризатора и непрерывную очистку поверхности теплообмена. Скребковые мешалки позволяют повысить коэффициент теплопередачи в 2—3 раза по сравнению с рамными и турбинными мешалками и предотвратить зарастание поверхности теплообмена полимером. где g — производительность реактора; ДЯ — теплота реакции; с — теплоемкость; А^ — разность температур шихты и зоны реакции; а — концентрация раствора; К — коэффициент теплопередачи; D- — диаметр реактора; / = L/D, L — высота реактора; Ati — разность температур хладоагента и зоны реакции; N — мощность, потребляемая мешалкой. щего объема насадки. Она состоит из отдельных элементов размером 114 X 114 X 15,8 мм и располагается в восемь горизонтальных рядов. Сечение внутреннего канала составляет 114 X 127 мм. Малая толщина стенок насадки и большая поверхность обеспечивают ее быстрый разогрев и охлаждение. Коэффициент теплопередачи от газа к насадке при разности температур 270° в печи Хате составляет около 2600 тыс. ккал/час на 1 м3 огнеупора. При конденсации паров с помощью водяного охлаждения на границе «стенка—вода» существует большое сопротивление процессу передачи тепла, поэтому при конструировании аппаратов необходимо стремиться к тому, чтобы увеличить коэффициент теплоотдачи от поверхности, омываемой водой. В конденсаторах закрытого типа это достигается пропусканием воды через трубки. Оптимальная скорость воды в трубках равна 1,5 м/с. Среднее значение общего коэффициента теплопередачи для конденсаторов, установленных на колоннах, которые разделяют легкие углеводородные смеси, составляет 148,8 ккал/(м2-ч-°С). Для предварительного подогрева сырья в качестве теплоносителя может применяться пар или поток горячих углеводородов, например с низа колонны. Для пара общий коэффициент теплопередачи составляет около 89,3 ккал/(м2-ч-°С), а для углеводородов — 74,4 ккал/(м2-ч-°С). Такое же значение коэффициента теплопередачи можно принимать при расчете холодильников. Если в качестве теплоносителя применяются углеводороды, то оптимальная линейная скорость потока в трубках теплообменника находится в пределах 1,8—2,4 м/с. ков имеет много общего, так как при этом преследуется одна и та же цель: уменьшение поверхности нагрева для передачи данного количества тепла. Направление в конструировании этих аппаратов одно и то же — применение длинной трубчатой вертикальной поверхности, использующей естественную или искусственную конвекцию. В теплообменных аппаратах такого типа коэффициент теплопередачи кипящей пленки возрастает до величины, сравнимой с коэффициентом теплопередачи пара. Очень большое влияние на теплопередачу кипящей жидкости оказывает Дг, так что U Д? более постоянно, чем U. При расчете испарителей C/Af принимается равным 27100—32550 ккал/(м2-ч), если Az не превышает 55,6° С. Максимальная передача тепла имеет место при разнице температур между металлической стенкой и кипящей жидкостью, равной 16,7—27,8° С. При испытании теплообменников практически трудно измерить температуру трубок, поэтому для расчетов удобно представить теплообмен между потоками в виде уравнения, содержащего общий коэффициент теплопередачи k: Коэффициент теплопередачи связан с коэффициентами теплоотдачи и теплопроводности следующими уравнениями: Исходной информацией для расчета являются: расходы нагреваемой и охлаждаемой сред, кг/с; начальные и конечные температуры теплоносителей, °С; рабочее давление в аппарате, Н/м2; максимально допустимое сопротивление со стороны каждой среды, Н/м2, теплофизические свойства потоков (плотность, удельная теплоемкость, коэффициент теплопроводности, кинематическая вязкость) при их средней температуре. Кроме того, из технологического расчета (теплового и материального баланса) известна тепловая нагрузка на теплообменник. где С — удельная теплоемкость теплоносителя; v — кинематическая вязкость теплоносителя; р — плотность теплоносителя; А, — коэффициент теплопроводности теплоносителя. где р — плотность раствора; ?.2 — коэффициент теплопроводности; п — частота вращения мешалки; б — число скребков. При описании процесса прохождения тепла через твердое тело используется коэффициент теплопроводности ?, а также учитывается толщина твердого тела (длина пути, который должен пройти тепловой поток). Сопротивление потоку тепла при прохождении его через любую другую среду (жидкость, газ, пар) выражается посредством «пленки», которая имеет такое же сопротивление, как и сама среда. Интенсивность теплообмена между движущейся средой и поверхностью ее раздела с другой средой (поверхностью твердого тела) характеризуется коэффициентом теплоотдачи а. где ос15 а2 — коэффициент теплоотдачи на границе соответственно «стенка — поток 1 и 2», ккал/(м2-ч-°С); 8г, S2, Scp —поверхность теплообмена, м2; Я — коэффициент теплопроводности, ккал/(м-ч-°С); 6 — толщина металлической стенки, м. где а17 ос2 — коэффициент теплоотдачи соответственно на границе «стенка— поток» 1 и 2, ккал/(м2-ч-°С); 8г, S2 — поверхность стенки трубы, омываемая соответственно потоками 1 и 2, м2; Scp — средняя поверхность стенки трубы, м2; A Коэффициент теплопроводности К. Теплопроводность в зависимости от материала изменяется в широких пределах. Различные материалы имеют следующие значения коэффициента теплопроводности К (в ккал/(м-ч-°С): медь — 333, алюминий — 195, латунь — 94,5, малоуглеродистая (мягкая), сталь — 57, кремнистая бронза — 28, нержавеющая сталь — 13,1, 85%-ная магнезиальная изоляция — 0,05, строительный кирпич — 0,06, огнеупорный кирпич — 0,74 — 1,61, шерсть — 0,087 — 0,149. В литературе имеется много данных о теплопроводности. Влияние коэффициента теплопроводности на процесс теплопередачи наглядно показано в уравнениях (122), (123). на границе «стенка—поток», отнесенный к внутренней (см. рис. 90, а) или наружной (см. рис. 90, б) поверхности труб (ккал/(ма-ч-°С); D — внутренний (см. рис. 90, а) или наружный (см. рис. 90, б) диаметр трубок, м; К — коэффициент теплопроводности, ккал/(м-ч-°С); ср — удельная теплоемкость потока при его средней температуре, ккал/(м2-ч-°С); ц, цср — динамическая вязкость потока соответственно при его средней температуре и при средней температуре стенки трубы; сП; и, ии — массовая скорость потока соответственно в трубках (см. рис. 90, а) и в межтрубном пространстве (см. рис. 90, б), кг/(с-м2). Общий коэффициент теплопередачи зависит от состояния грунта, глубины заложения газопровода, типа и состояния изоляции. Тепловые потери в зависимости от сезонов года изменяются циклически, хотя температура грунта на обычной глубине заложения трубопроводов изменяется в пределах 2 — 10° С. Значение коэффициента теплопередачи зависит от многих причин. На практике было установлено, что k близко к единице, но во многих случаях оно менее 0,25. Определить k более точно можно, только оценив тепловые потери через следующие сопротивления потоку тепла: пленка потока, термическое сопротивление на границе «поток — стенка», металлическая стенка, термическое сопротивление изоляции и грунта. Все эти сопротивления можно охарактеризовать с помощью теплопроводности. Коэффициент теплопроводности К для песка составляет 0,45, хотя для большинства горных пород он больше не менее, чем в четыре раза. Конечно, ничто не может быть лучше экспериментальных данных, однако для расчетов можно принимать k, равным 1,7 для заглубленных газопроводов. Коэффициент теплопроводности, вт/ (м- к) (ккал/ 0,029—0,031 (0,025—0,027) 0,03—0,043 (0,026-0,037) Коэффициент теплопроводности, вт/(м-°С)[ккал/(м-ч-°С)1 . . . .  Количества кислорода Карбонильных соединениях Количества наполнителя Количества образующихся Количества отдельных Количества пластификатора Количества полимеров Количества привитого Количества растворителя |
- |
Навигация