Интенсификация процессов теплообмена в ЦТТ

В книге с единых позиций освещаются особенности гидродинамики и теплообмена в псевдоожиженном (кипящем) слое при повышении давления — одном из эффективных средств интенсификации процессов в нем. Большое внимание уделено слоям из крупных частиц, в которых влияние давления наиболее существенно. Рассмотрен теплообмен слоя под давлением с пучками труб различной геометрии, что особенно актуально в связи с перспективой использования псевдоожиженного слоя, в том числе и под давлением, как отвечающего современным экологическим требованиям способа сжигания твердого топлива. Рассмотрен лучистый теплообмен, существенный в высокотемпературном слое. [c.2]

В качестве твердого компонента могут быть использованы частицы искусственного графика, двуокиси урана и тория, кварцевые, керамические, базальтовые и прочие частицы. Согласно данным гл. 6, 8, 10 их наличие в потоке в большинстве случаев позволяет заметно усилить теплообмен за счет интенсификации процесса и значительного увеличения объемной теплоемкости. В атомных реакторах могут найти применение дисперсные потоки как с инертным, так и активным [c.385]

Уменьшение размеров и веса теплообменных аппаратов связано с необходимостью интенсификации процесса теплопередачи. Это может быть достигнуто увеличением поверхности теплообмена с помощью ребер. [c.441]

На рис. 6.2 представлена зависимость коэффициента теплоотдачи а от плотности теплового потока q при кипении воды в большом объеме под атмосферным давлением. Участок АВ этой кривой соответствует конвективному теплообмену в однофазной среде в условиях естественной конвекции. Участок D характеризует область развитого пузырькового кипения, при котором на теплоотдающей поверхности наблюдается уже весьма большое число действующих центров парообразования. Между областями естественной конвекции в однофазной среде и развитого пузырькового кипения имеется переходная зона, в которой паровую фазу генерируют отдельные центры. С увеличением плотности теплового потока число действующих центров парообразования быстро растет и это способствует интенсификации процесса теплообмена. Многочисленные опытные данные показывают, что в области развитого пузырькового кипения коэффициент теплоотдачи а пропорционален плотности теплового потока, q в степени, примерно равной 0,7 , т. е. [c.164]

Оребрение поверхностей нагрева применяется как для выравнивания термических сопротивлений, так и для интенсификации процессов теплопередачи в целом. Имеются теплообменные устройства, как, например, отопительные радиаторы, которые нагреваются водой [ i= (2- 5) 10 ], а охлаждаются воздухом [a2=10-i-50 Вт/(м -С)]. В таких случаях для интенсификации теплопередачи со стороны меньшего значения коэффициента теплоотдачи, т. е. с воздушной стороны, путем оребрения увеличивается поверхность нагрева. Иногда оребрение производится с обеих сторон, так делают в тех случаях, когда требуется уменьшить размеры теплообменника, а значения а и малы. [c.193]

Способы сжигания жидкого топлива весьма разнообразны, так как зависят от производительности агрегата, его назначения и ряда других факторов. Для всех этих способов современная техника сжигания жидкого топлива считает обязательной стадию распыливания, ибо оно, усиливая теплообмен измельченного топлива с газовой средой и улучшая перемешивание частиц горючего с окислителем, способствует интенсификации процесса горения. [c.5]

Эффект интенсификации процессов теплообмена под действием колебаний может быть использован в тех аппаратах, где увеличение теплоотдачи практически целесообразно, например в различных теплообменных аппаратах силовых и энергетических установок, в химических аппаратах. Известно, что некоторые процессы химической технологии (растворение, экстракция, сушка, кристаллизация, горение и т. д.) в условиях колеблющихся потоков протекают более интенсивно, чем в случае применения традиционных средств химической технологии. [c.4]

Такая классификация позволяет рассматривать и анализировать целые классы технологических процессов с единых позиций и едиными методами, облегчает заимствование результатов исследования одних видов технологических процессов для организации других, используя физические и математические аналогии. Так, результаты исследования методов интенсификации процессов, определяемых внешним теплообменом, могут быть использованы для организации процессов, определяемых соответственно внешним массообменом. [c.13]

Интенсификация процессов обмена в газовзвесях является одной из актуальных задач современной техники, решение которой не только даст возможность повысить технико-экономические показатели уже осуществляемых процессов, но и создаст условия для разработки новых высокоэффективных процессов и теплообменных аппаратов, внедрение которых в промышленность обеспечит большую экономию тепла и электроэнергии. [c.190]

Полученные данные свидетельствуют о существенной интенсификации процесса теплообмена при испарении по сравнению с чистым теплообменом, что согласуется с экспериментальными данными ряда исследователей [Л. 2, 9, 10, И и 13]. Диапазон Re находится в пределах ла- [c.192]

При восходящем течении тонкопленочного потока в испарительных аппаратах значительное влияние на теплообмен оказывают гидродинамика течения пленки и другие факторы. В случае разгона пленки по внутренней поверхности трубы воздухом с температурой, равной температуре насыщения в зоне парообразования, и внешнем обогреве трубы ири тепловом потоке 10—80 кВт/м2 интенсификация процесса всецело определяется испарением жидкости со свободной поверхности пленки. Влияние плотности теплового потока на значение 2 как для дистиллята, так и для морской воды весьма мало. При <30 кВт/м2 возрастание коэффициента теплоотдачи меньше, а с увеличением теплового потока сверх 30 кВт/м значение 02 изменяется более резко. Это можно объяснить следующим образом при небольших q турбулизация пленки нормальной составляющей вектора скорости потока (т. е. скоростью парообразования) незначительна и поэтому зависимость 02 от q невелика. При увеличении плотности теплового потока турбулизация пленки за счет испарения становится сравнимой с турбулизацией паровыми пузырями жидкости, что вызывает рост коэффициента теплоотдачи. [c.164]

Для интенсификации процесса конденсации, обусловливаемого теплообменом между паром и охлаждающей водой, необходимо увеличивать площадь их взаимного соприкосновения. Это достигается или подачей воды в конденсатор через небольшие сопла (фиг. 133, а), причем вода распыливается из-за разности давлений в водяной камере и рабочем пространстве конденсатора, или же последовательным стеканием воды струйками с одного дырчатого противня (тарелки) на другой (фиг. 133, б). Тот и другой методы применимы как для [c.271]

С увеличением скорости движения толщина, а следовательно, и термическое сопротивление ламинарного подслоя уменьшается, и это приводит к увеличению интенсивности теплообмена. Поэтому увеличение скорости среды является основным средством интенсификации процесса теплообмена. Однако повышение скорости среды наталкивается на известные трудности, связанные с тем, что при этом возрастает расход энергии на ее продвижение. Увеличение напряженности работы теплообменной системы покупается ценой возрастания затрат энергии. [c.335]

Еще более остро ставится вопрос по интенсификации процесса теплообмена от тепловыделяющих элементов ядерных реакторов, из рабочей зоны летательных аппаратов, а также в тех областях новой техники, где контактный теплообмен оказывает значительное влияние на тепловой режим работы теплонапряженных узлов и деталей. [c.11]

Очевидными преимуществами секционной теплообменной аппаратуры являются более доступная возможность интенсификации процессов теплообмена и реализации различных схем подключения аппаратов по линии подачи мазута и по пару, простота монтажа, ремонта и обслуживания. [c.367]

Основными путями интенсификации процесса теплообмена в современных теплообменных аппаратах энергетических установок являются [c.18]

При интенсификации процессов Т. в у. п. в газовой фазе применяются в основном газоструйные излучатели либо используется возбуждение колебаний внешним потоком в резонаторах (как это имеет место в свистках) помещаемых на теплообменной поверхности. В случае работы в жидкостях используются магнитострикционные преобразователи, пьезоэлектрические преобразователи и жидкостные свистки. Наибольшее распространение получил Т. в у. п. в химической (экстракция, перемешивание) и в металлургической (дегазация расплавов) промышленности. [c.342]

В дальнейшем с целью выявления возможности увеличения скорости теплоносителя для интенсификации процесса теплообмена проводят гидравлический расчет, а при каждом переходе к теплообменному элементу следующего типоразмера — пересчет теплообменной поверхности. [c.115]

Физическая сущность влияния акустических колебаний на теплообмен при естественной или вынужденной конвекции сводится, по П. И. Кубанскому [168—170], к воздействию акустических течений на пограничный слой и ламинарный подслой жидкости. Так, осесимметричное и плоское акустические течения у стенки гладкого цилиндра, направленные по нормали к поверхности, глубоко проникают в эти слои. Вследствие этого указанные слои претерпевают деформацию, смещение в иное положение и турбулизацию. Осесимметричные акустические течения у возбужденных резонансных систем пронизывают пограничный слой и внедряются в поток, вызывая сильные возмущения в ламинарном подслое, пограничном слое и потоке, омывающем цилиндр. Результатом всех этих изменений и является интенсификация процессов теплоотдачи. [c.67]

Одним из перспективных и эффективных способов интенсификации тепломассообменных процессов является использование в теплообменных устройствах пористых металлов. Физическую основу этого способа составляет чрезвычайно высокая интенсивность теплообмена между проницаемой матрицей и протекающим сквозь нее теплоносителем вследствие очень развитой поверхности их соприкосновения. Практическая реализация этого способа стала возможной только после того, как развитие технологии и, в первую очередь, порошковой металлургии позволило производить разнообразные пористые материалы. [c.3]

В химической, нефтехимической, нефтегазодобывающей и перерабатывающей отраслях промышленности многочисленные технологические процессы осуществляются при перемещении и контакте между собой жидкостей и газов (теплообмен, абсорбция, ректификация, десорбция, реакционные процессы, экстракция, эмульгирование, смешение, горение и т.гь), а аппараты и установки, е помощью которых выполняются эти процессы, являются основным оборудованием. Интенсификация таких технологических процессов дает возможность увеличить производительность основного оборудования, уменьшить его габариты, металлоемкость, стоимость, сократить площадь предприятий и как следствие улучшить экологическую обстановку. [c.5]

Степень массивности, характеризуемая или значением критерия Bi или совокупностью критериев Sk и 0, определяет, таким образом, в какой мере процесс нагрева лимитируется теплопередачей внутри тела. Несколько иная картина получается при плавлении массивных тел, поскольку при достижении поверхностью температуры плавления последняя остается постоянной до конца расплавления тела. При этом интенсификация внешнего теплообмена ведет к ускорению процесса оплавления тела и, следовательно, к уменьшению его толщины, а стало быть, и степени массивности. Поэтому процесс плавления тел всегда лимитируется внешним теплообменом. [c.192]

В книге рассматриваются проблемы нестационарного и стационарного тепломассопереноса применительно к теплообменным аппаратам и устройствам, предназначенным для авиационной техники. Интенсификация тепломассообменных процессов в этих аппаратах достигается путем закрутки потока в каналах сложной формы, образованных спирально закрученными витыми трубами овального профиля. Наиболее сложный характер течения наблюдается при продольном обтекании пучков витых труб как прямых, так и закрученных относительно оси пучка. [c.11]

Подход к расчету теплообменных аппаратов при продольном обтекании пучков витых труб с учетом межканального перемешивания аналогичен подходу, описанному в разд. 8.1. Отличие заключается в основном в учете межканального перемешивания теплоносителя, обусловленного неравномерным теплоподводом в поперечном сечении пучка. Рассмотрим влияние этого фактора сначала для случая стационарного протекания процесса. Поскольку наибольший эффект от интенсификации теплообмена при применении витых труб получается в том случае, когда лимитирующим является термическое сопротивление в межтрубном пространстве, будем рассматривать в качестве теплоносителя, обтекающего пучок [c.230]

Важнейшим условием эффективности аминировання является стабильность значения pH. При колебаниях этой величины может происходить разрушение защитной окисной пленки на внутренних поверхностях оборудования, способствующее интенсификации процесса коррозии. Ввод сульфата аммония в очищенную воду должен осуществляться непрерывно в количестве, пропорциональном расходу воды. При осуществлении аминирова-ния повышенная концентрация аммиака создается в конденсате охладителей выпара деаэраторов и в конденсате парогазовой смеси систем вентиляции теплообменных аппаратов. В связи с этим для энергетических установок, в которых осуществляется аминирование, рекомендуется охладители выпара деаэраторов н охладители вентиляционного пара теплообменных аппаратов изготовлять из нержавеющей стали. [c.219]

Конев С. В. Теплообмен в газорегулируемы.х теплг, , . трубах.— В кн. Интенсификации процессов переноса энергии вещества в пористых средах при низких температурах. Мн., 1975, с. о--22. [c.144]

Снижение себестоимости кислорода увеличит возможности использования его для интенсификации процессов горения и (В печах с коввекционным теплообменом вагранки и другие шахтные печи (например, для цементного клинкера ). [c.47]

Так, обнаруженная при резком увеличении мощности тепловьщеления и постоянном расходе теплоносителя дополнительная интенсификация процесса выравнивания неравномерности поля температуры теплоносителя, сформированной неравномерным полем тепловьщеления, благоприятно сказывается на работоспособности пучков витых труб. Наблюдаемое снижение интенсивности процессов переноса при резком уменьшении мощности тепловыделения необходимо учитывать при рассмотрении переходных режимов и останове теплообменного аппарата, поскольку в этом случае возможны локальные перегревы стенки труб. < [c.155]

По данным исследований авторов при малых тепловых потоках <7<6000 ккалЦм -ч), когда парообразование еще не влияет или мало влияет на гидродинамику в пристенном слое, действует обычный механизм интенсификации процесса теплоотдачи (15—20%), вызываемый вибрацией теплообменной поверхности, а значит и некоторой турбулизацией пристенного слоя. При умеренных тепловых потоках [<7=10—20 тыс, ккал1 м ч)] вибрация теплообменной поверхности способствует преждевременному срыву пузырьков, уменьшая тем самым их турбули-зирующее воздействие на гидродинамику пристенного слоя, что в конечном итоге снижает теплоотдачу на 15—18%. [c.142]

Таким образом, изменяя в определенной степени структуру водно-дисперсных систем, степень гидратации, траектории движения частиц и вызывая асимметрию гидратных оболочек, магнит1юе поле создает условия для интенсификации технологических процессов, происходящих в водно-дисперсных системах, что способствует интенсификации процессов очистки воды, снижению накипеобразования на теплоотдающих поверхностях теплообменных агрегатов, улучшению параметров работы ионообменных установок и в конечном итоге повышению надежности систем водоподготовки промышленных предприятий [И, 12, 15]. [c.39]

На рис.12.31 представлены сравнительные результаты опытов для труб с накаткой и расчетов для гладких труб по теплообмену и гидравлическому сопротивлению в зависимости от Re. Видно, что с ростом числа Re в трубах с накаткой интенсивность теплообмена падает и для некоторых труб при Re = (4-ь5)10 практически сравнивается с эффективностью теплообмена в гладкой трубе. Это характерно для всех труб с кольцевыми выступами. Из рис. 12.32 следует, что наибольшая интенсификация процесса теплообмена по сравнению с гладкой трубой достигается в ламинарной области Nu увеличивается в 3,5 раза и выше. Поэтоцу ламинарная область наиболее перспективна с точки зрения интенсификации теплообмена с помощью искусственной шероховатости. [c.534]

Задача интенсификации процесса теплообмена и создания высокоэффективных теплообменных аппаратов стала весьма актуальной в современной энергетике. В ряде случаев тепяообменные аппараты некоторых газотурбинных установок имеют настолько большие размеры, что превышают размеры основного оборудования. В других случаях малая нтенсивность теплообмена ограничивает возможности успешного решения поставленных задач. Проблема интенсификации теплообмена особенно актуальна в тех случаях, когда у одного или обоих теплоносителей коэффициенты теплоотдачи малы. [c.18]

Несмотря на относительно высокую интенсивность, именно теплоотдача со стороны кипящего слоя является лимитирующей в теплопередаче в экокомай-зерных поверхностях нагрева. Следовательно, в интенсификации процесса внешнего теплообмена кроются резервы создания более компактных теплообменных устройств. В этих условиях один из путей уменьшения габаритов теплообменных поверхностей — применение труб с внешним кольцевым или спиральным оребрениедг. С целью выяснения эффективности работы в устройствах с кипящим слоем стальных труб с продольным и поперечным приварным оребре-нием В. К. Мигаем, Н. В. Зозулей и И. В. Житомирской были проведены исследования теплообмена вертикальной продольно-оребренной трубы, пучка из пяти таких труб холодной модели кипящего слоя, а также теплообмена [c.70]

Коэффициент теплоотдачи в процессе испяреипя жидкости со свободной поверхности по сравнению с коэффициентом теплоотдачи при теплообмене, не осложненном массообмепом ( сухой теплообмен ), имеет большее значение. Одной из основных причин интенсификации теплообмена при испарении по сравнению с сухим теплообменом является объемное испарение. Согласно теории объемного испа[)епия, при соприкосновении потока ra.sa с поверхностью жидкости происходят неравномерные процессы очаговой конденсации вдоль ее поверхности. В результате этого имеет место отрыв субмикроскопических частиц жидкости, которые испаряются в пограничном слое. Второй причиной увеличения по сравнениго са,,у является наличие очаговых процессов испарения и конденсации, в результате которых вследствие попеременного изменения объема вещества (пара) в Ю раз происходит нарушение структуры ламинарного пограничного слоя, что и приводит к интенсификации тепло- и массообмепа. Наибольший эфс ект это явление имеет при испарении в вакууме. [c.514]

С интенсификацией очистки поверхностей нагрева котла интенсифицируется теплообмен, однако, ускоряется и коррозионноэрозионный износ труб. Возникает, таким образом, задача выбора оптимальной схемы и режимов очистки поверхностей нагрева от золовых отложений, в частности взаимосвязи между интенсивностью очистки и условиями ее проведения. От правильного решения этой задачи зависит в конечном итоге конструкция, режим эксплуатации, а также и технико-экономические показатели котла и энергоблока в целом. Однако до сих пор проблемам правильного, научно и технически обоснованного выбора схем и режимов очистки теплообменных поверхностей котлов от золовых отложений не уделено достаточно внимания. Эти вопросы, например, не увязаны с такой важной характеристикой, как физикохимические свойства минеральной части топлива, которые являются одними из определяющих факторов в процессах образования золовых отложений и коррозионном воздействии продуктов сгорания топлива и отложений па металл поверхностей нагрева. [c.8]

Для борьбы с коррозией и образованием отложений на коксохимических предприятиях применяют Триполи-фосфат натрия NasPjOio- Для определения влияние три-полифосфата на процессы коррозии и накопления осадка на теплообменных трубках была опробована доза— 20 мг/л. Применение более высоких концентраций не рекомендуется, так как это может привести к интенсификации карбонатных отложений. [c.51]

В связи с актуальностью проблемы экономии топлива и утилизации вторичных энергоресурсов большое значение приобретают работы по созданию эффективной теплообмеиной аппаратуры. Тепловые трубы и теплообменник на их основе являются одними из лучших теплообменных устройств для решения поставленной задачи. В книге рассмотрены результаты теоретических и экспериментальных исследований процессов тепло- и массообмена в тепловых трубах, связанные с дальнейшим развитием тепловых труб, повышением их теплотехнических характеристик. Приведен теоретический ана." 13 процессов тепло- и массообмена в тепловых трубах на основе термодинамических представлений. Даны классификация капиллярно-пористых структур, обобщенная модель эффектн -ной теплопроводности фитилей тепловых труб и их оптимизация по минимальному термическому сопротивлению. Рассмотрены процессы тепло- и массообмена в центробежных тепловых трубах и методы их интенсификации. [c.2]

Повышение температурного уровня может быть достигнуто также использованием для горения высокопо-догретого воздуха и обогащением дутья кислородом. В последнем случае в продуктах горения снижается доля балластного азота и температура горения топлива увеличивается, обеспечивая увеличение доли лучистого теплообмена. Экономичная степень обогащения дутьевого воздуха кислородом устанавливается в каждом конкретном случае, но этот способ интенсификации теплообменных процессов является весьма прогрессивным и может получить свое полное развитие с удешевлением стоимости кислорода. [c.13]

В настоящее время разработаны разнообразные конструкции теплообменных аппаратов с пучками витых труб овального профиля. В теплообменном аппарате с продольным обтеканием пучка витых труб (рис. 1.1) трубы установлены одна относительно другой с касанием по максимальному размеру овала и закреплены прямыми круглыми концами в трубных досках. При такой установке труб обеспечивается существенная интенсификация тепломассообменных процессов в межтрубном пространстве аппарата и решается другая важная задача — обеспечения его вибропрочности. Интенсификация теплообмена в межтрубном пространстве такого теплообменника и внутри витых труб [39] при оптимальных относительных шагах закрутки профиля труб 5/с = 6. .. 15 позволяет в 1,5. .. 2 раза уменьшить объем теплообменного аппарата по сравнению с гладкотрубным аппаратом при заданных тепловой мощности и мощности на прокачку теплоносителей. При этом уменьшается масса аппарата и его металлоемкость. В таком аппарате все витые трубы имеют одинаковое направление закрутки (либо правое, либо левое). На границе винтовых каналов таких труб возникает тангенциальный разрыв вращательной компоненты скорости, что приводит к турбули-зации потока. В пристенном слое труб поток закручен по закону твердого тела, а в ядре закрутка потока определяется взаимодействием винтовых течений, обтекающих соседние трубы. Поскольку поток в пристенном слое закручен в большей степени, чем ядро потока (максимум вращательной и радиальной составляющих скорости приходится на внешнюю границу пристенного слоя), то использование витых труб приводит к турбулизации потока прежде всего в пристенном слое[39]. [c.8]

Теплообменные аппараты с поперечным обтеканием пучков витых труб также могут быть установлены с касанием по максимальному размеру овала, что улучшает их вибропроч-ностные характеристики, но при этом интенсификация теплообмена и процесса выравнивания неравномерностей температур труб по их периметру достигается только при размещении витых труб с образованием щелевых каналов по длине пучка труб с шириной, равной половине разности между максимальным и минимальным размерами овала. В этом случае трубы в плотной упаковке касаются только труб соседних рядов. Результаты исследования теплообмена, гидравлического сопротивления в таких аппаратах, оценка эффективности их использования приведены в работе[39]. [c.9]

Как уже отмечалось, теплообменный аппарат с закрученным пучком витых труб позволяет обеспечить более равномерное поле температур в поперечном сечении пучка при азимутальной неравномерности подвода тепла благодаря дополнительному механизму переноса путем закрутки потока теплоносителя относительно оси пучка по сравнению с прямым пучком витых труб. При этом происходит интенсификация теплообмена в пучке и несколько повышаются гидравлические потери в межтрубном пространстве аппарата. Интенсивное выравнивание неравномерностей поля температур в поперечном сечении пучка повыщает надежность работы теплообменного аппарата, а интенсификация теплообмена улучшает его массо-габаритные характеристики. Для расчета полей температур в закрученных пучках требуется изучить процесс тепломассо-переноса и определить эффективный коэффициент турбулентной диффузии Лг, или безразмерный коэффициент/Г3, определяемый по (4.3) и используемый для замыкания системы дифференциальных уравнений, описывающих течение в пучке. [c.110]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...