Поверхности теплообменников — Выбор

В задачу конструктора при конструировании теплообменника входит выбор оптимальной формы и размера поверхности нагрева. Помимо чисто конструктивных соображений при вынужденном движении теплоносителей через теплообменный аппарат приходится считаться с тем, что всякая интенсификация теплообмена, вызывающая сокращение поверхностей нагрева, обычно связана с увеличением расхода энергии на создание потоков теплоносителей в аппарате. Оптимальное с экономической точки зрения соотношение между размером поверхности нагрева и расходом энергии на собственные нужды теплообменника соответствует минимальному значению функции [c.131]

Поверхности теплообменников — Выбор 168 [c.546]

Описанная методика определения эффективности на основе введения параметра е может быть использована при расчете теплообменников для выбора поверхности. Результаты сопоставления расчета и экспериментальных данных свидетельствуют о том, что достоверные результаты получаются даже при использовании постоянного по длине параметра е. [c.208]

Термодинамические параметры и физико-химические свойства теплоносителей и материала аппарата влияют на величину коэффициента теплоотдачи и коэффициента теплопередачи и, следовательно, на величину и форму поверхности теплообмена. Температура теплоносителей определяет среднюю разность температур, величину поверхности теплообмена и выбор тока теплоносителей. Объем теплоносителей определяет сечения каналов теплообменников (одно- или многоходовые конструкции). [c.192]

Благодаря большей величине среднего температурного напора рабочая поверхность при противоточной схеме движения жидкостей и прочих равных условиях будет наименьшей. Поэтому, если причины конструктивного характера не ограничивают выбор схемы движения теплоносителей, то предпочтение надо отдать противоточному теплообменнику по сравнению с прямоточным. [c.459]

При выборе вида поверхности нагрева следует иметь в виду, что трубчатые поверхности позволяют создать жесткую конструкцию и более удобны в эксплуатации (для очистки). Пластинчатые теплообменники более компактны. Промышленные трубчатые теплообменники имеют Р = 40—80 м м , в то время как у пластинчатых эта величина доходит до 200—300 м м . [c.464]

При выборе оптимальных форм и размеров поверхности нагрева теплообменника принимают наивыгоднейшее соотношение между поверхностью теплообмена и расходом энергии на движение теплоносителей. Добиваются, чтобы указанное соотношение было оптимальным, т. е. экономически наиболее выгодным. Это соотношение устанавливается на основе технико-экономических расчетов. [c.464]

В газотурбинных ГПА системы охлаждения предназначены главным образом для охлаждения масла смазки подшипников, предельная температура которых обычно не превышает 348 К. Основные параметры системы охлаждения зависят от количества тепла, отбираемого от масла, а это определяет подачу циркуляционных насосов, выбор диаметра трубопроводов и размеры теплообменников (масло—вода, масло—воздух, вода—воздух). Требования, предъявляемые к теплообменникам, заключаются в том чтобы в жаркое время года температура масла на входе в турбину после охлаждения его в теплообменнике не превышала допустимой для данного типа турбины. В зимнее время, особенно в условиях Севера, масло может охлаждаться ниже допустимого предела работа турбины будет при этом неустойчивой, так как доступ масла к трущимся поверхностям затруднен. [c.126]

Уравнение (10) используется для выбора как оптимальной формы поверхностей нагрева, так и оптимальных скоростей теплоносителей в теплообменнике. [c.132]

Конструктивные мероприятия, к которым относятся поверхности регенератора (образованные гладкими или ребристыми трубами или плоскими поверхностями), плотность заполнения объема регенератора поверхностями теплообмена, скорость движения газа и воздуха, выбор схемы газо-воздушных потоков и т. д. Конструктивные мероприятия связаны с величиной а и, следовательно, с экономичностью по расходу топлива, а также с весом и габаритами установки. Весьма существенным является определение наиболее целесообразной скорости движения теплоносителей. Увеличение скорости вызывает уменьшение поверхности нагрева регенератора, а увеличение а ведет к необходимости применения больших поверхностей нагрева. В том и другом случае происходит увеличение сопротивлений в регенераторе и падение мощности всей установки. Решение задачи о выгодном теплообменнике обычно приходится при данном значении а искать в компромиссе между величиной поверхности регенератора [c.111]

Зачастую горячая вода бывает нужна нескольким потребителям, предъявляющим различные требования к ее качеству и температуре. В этих случаях при выборе типа установки следует учитывать также и ее тепловую мощность, чтобы не завышать без нужды производительность поверхностной части, в значительной степени определяющую металлоемкость, габаритные размеры и стоимость установки в целом. В этом случае может оказаться целесообразной схема, предусматривающая пропуск через промежуточный теплообменник не всей воды первого контура, а лишь ее части. Такое решение позволит не только существенно уменьшить расчетную поверхность нагрева промежуточного теплообменника, но и повысить pH воды, циркулирующей в первом контуре, а также обеспечить более глубокое охлаждение газов в контактной камере (при противотоке теплоносителей) благодаря подмешиванию на входе в камеру водопроводной воды, имеющей более низкую температуру и более высокий показатель pH. Иными словами, при наличии на предприятии нескольких разнородных потребителей горячей воды вопрос о схеме установки требует серьезного изучения и проведения технико-экономических сопоставлений. [c.142]

Количество передаваемого тепла является основой для определения величины поверхности теплообмена. Оно дает конструктору косвенное указание и на выбор конструкции теплообменника (простой змеевик или кожухотрубный аппарат). [c.192]

Во всех практически важных случаях рост Re увеличивает потерю давления. Очевидно, что выбор чрезмерно низких значений Re ведет к значительному увеличению теплообменной поверхности и размеров теплообменника. Поэтому целесообразные значения Re должны быть обоснованы технико-экономическими расчетами. [c.140]

Современное развитие конструкций теплообменников поэтому и основывается на выборе такого гидродинамического режима и формы поверхности нагрева, чтобы была создана наиболее рациональная искусственная турбулизация [c.45]

Такой теплообменник, как нагреватель, трудно рассчитать и, следовательно, сконструировать, поскольку нужно одновременно удовлетворять требованиям для внутренней и наружной поверхностей трубки, а они, как правило, различны. Более того, его конструкция зависит также от выбора источника энергии. Наружная поверхность трубки работает обычно в условиях установившегося течения низкого давления и высокой температуры, из-за чего в материале могут возникнуть достаточно напряженные условия, если при его изготовлении используется, например, углеводород с высоким содержанием серы. На внутреннюю поверхность трубки воздействует существенно нестационарное течение с высоким давлением и высокой температурой. Коэффициенты теплоотдачи на внутренней и наружной поверхностях трубки будут резко отличаться по своей величине, и поэтому требования к площади теплообменной поверхности практически всегда будут различными. Кроме того, имеется еще два ограничения, поскольку отношение внутреннего диаметра к наружному определяется как силовыми, так и тепловыми нагрузками и оптимальное отношение диаметров может не соответствовать требованиям, предъявляемым к площади теплообменной поверхности. К тому же все эти факторы могут противоречить требованиям, предъявляемым к величинам сопротивления трения и мертвого объема. Следовательно, еще до рассмотрения основных теоретических положений нетрудно заметить, что практические возможности и особенности конструкции нагревателя сильно затрудняют задачу исследователя. [c.248]

Самое важное значение для внутренней поверхности нагревателя имеют два параметра — коэффициент теплоотдачи и коэффициент трения. Зная эти параметры, можно оценить рабочие характеристики существующего теплообменника или для заданных термодинамических условий найти оптимальные размеры разрабатываемой конструкции. Течение газа внутри трубок турбулентное при числах Рейнольдса 2-10 —б-Ю". Перенос тепла осуществляется вынужденной конвекцией рабочего тела. Плотность теплового потока от стенки к газу зависит от коэффициента теплоотдачи внутренней поверхности трубки, массового расхода и удельной теплоемкости газа. Два последних параметра можно в большой степени предопределить выбором газа, а также заданием рабочих объемов и скорости движения поршня, и на этой стадии в основном можно использовать аналитические решения. К сожалению, до настоящего времени не получено полного аналитического решения для теплообмена при вынужденной конвекции в условиях турбулентного течения. [c.248]

Выбор теплообменника зависит от назначения аппарата, области применения, количества передаваемой теплоты, производительности, физических и термодинамических параметров и свойств теплоносителей (плотности, вязкости, теплоемкости, агрегатного состояния химических свойств сред, агрессивности), степени загрязнения теплоносителя и характера отложений на теплообменной поверхности, температурных деформаций и др. [c.358]

Для выбора теплообменника необходимо определить поверхность теплообмена, обеспечивающую нагрев раствора до заданной температуры, и пропускную способность каналов теплообменника при заданной скорости истечения раствора. [c.149]

Двухконтурные системы охлаждения (фиг. 108, д—з) характерны тем, что в системе охлаждения собственно двигателя циркулирует постоянный объем воды. В двухконтурных системах первичный контур является всегда циркуляционным, а вторичный может быть выполнен прямоточным или циркуляционным. Выбор схемы вторичного контура и перепад температур во вторичном контуре не оказывают влияния на работу двигателя, отражаясь лишь на величине поверхности нагрева теплообменника. Качество воды, охлаждающей первичный контур, не влияет на работу двигателя, а определяет лишь необходимую частоту чистки теплообменника. Количество теплообменников надо выбирать таким образом, чтобы один из них всегда мог быть выключен для чистки. [c.179]

Прежде всего необходимо заметить, что все расчеты по теплообменной аппаратуре, выполняемые в проекте электростанции или котельной установки, носят поверочный характер, а не конструктивный. Целью этих расчетов является проверка достаточности выбранной поверхности нагрева теплообменника для заданных расчетных условий, а не конструирование его. Поэтому поверхности выбранных теплообменников, как правило, превышают требуемые по расчету, т. е. выбор поверх- [c.159]

При выборе водоводяных теплообменников надо помнить, что вода, содержащая какие-либо примеси, могущие давать отложения на стенках поверхностей нагрева, например сырая, должна пропускаться по трубкам, а в межтрубное пространство нужно направлять чи- [c.162]

При рассмотрении экономичности работы теплообменных аппаратов следует также обращать внимание на выбор места включения аппарата в схему термодинамического цикла. Например, из термодинамики хорошо известно, что чем меньше давление пара, отбираемого из. турбины, тем больше теплоты превращается в полезную работу. Однако выгоднее иметь в теплообменнике более высокое давление отбираемого пара, так как при этом возрастает температурный напор, а следовательно, уменьшаются площадь поверхности нагрева и габариты аппарата в целом. Это обстоятельство является важным фактором, характеризующим энергетическую эффективность термодинамического цикла, поэтому его необходимо учитывать при выборе параметров рабочей жидкости в теплообменных аппаратах. [c.293]

Основными факторами для выбора варианта являются габариты теплообменника, главным образом, фронтальное сечение и объем вес поверхности теплообменника технологичность изго-тонления элементов поверхности теплообменника условия эксплуатации. [c.58]

Проведем выбор рааиональных размеров теплообменника путем расчета на ЭВМ следующим образом при заданных величинах Q и. V определим внутренние диаметры труб di и d , соответствующие минимальной поверхности теплообмена. [c.444]

Выбор использования воды того или иного состава для определенных технологических нужд зависит от содержания в ней растворенных веществ и примесей. Многие из них значительно влияют на коррозию металлов. Небольшая концентрация солей кальция и магния в воде (мягкая вода) придает ей повышенную коррозионную активность. В жесткой воде с большим содержанием кальция и магния на поверхности металла образуется защитный слой СаСОз или Mg Og, который затрудняет доступ кислорода к поверхности. Такая вода определяется как коррозионно-нейтральная. Следует отметить, что коррозионно-нестойкие материалы обрастают значительно интенсивнее, чем корро-зионно-стойкие материалы. Защитные свойства образующихся осадков могут быть использованы в системах, где их образование не снижает производительности оборудования, например, в теплообменниках. [c.15]

Теплообменная аппаратура в процессе эксплуатации под действием оборотной воды подвергается не только коррозионному разрушению, приводящему к уменьшению толщины стенки теплопередающей поверхности, но и обрастанию, как биологическому, так и за счет отложений продуктов коррозии и карбонатов кальция и магния, содержащихся в циркулирующей воде. Как коррозия, так и отложения наиболее сильно сказываются на работе трубных пучков кожухотрубчатых теплообменников. Нормальная эксплуатация кожухотрубчатых аппаратов требует периодической очистки внутренних поверхностей трубок от отложений, ухудшающих теплопередачу и уменьшающих сечение охлаждающего потока. Очистку проводят механически (ершами) через каждые 6 мес эксплуатации. Разрушения от коррозии, истирание и механические воздействия при чистке нередко приводят к перфорации трубок. Дефектные трубки изолируют заглушками. Пучок требует полной замены, когда заглушено более 20 % трубок. Срок службы трубных пучков значительно ниже срока службы сосудов и массообменных аппаратов (20 лет) и срока службы трубопроводов (10 лет) и при использовании углеродистой стали и пресной оборотной водой не превышает 2,5 лет. Таким образом, затраты на капитальный ремонт конденсационно-холодильного оборудования на химических предприятиях составляют от 25 до 40 % затрат на ремонт основного оборудования. Следовательно, при выборе материала для трубных пучков конденсаторов-теплообменников небходимр учитывать качество охлаждающей воды и сопоставлять стоимость конструкционного материала с расходами на очистку воды и капитальный ремонт теплообменников. В табл. 2.5 [101 указаны сплавы меди, рекомендуемые для изготовления теплообменной аппаратуры в зависимости от качества охлаждающей воды. [c.32]

При создании надежного ВПТО большое значение имеет правильный выбор его конструкционной схемы, характеризующейся способом омывания теплопередающей поверхности, ее формой, компоновкой элементов. Анализ конструкционных схем показал, что для ВТГР возможно применение металлических кожухотрубных теплообменников вертикального исполнения, причем рассматриваются теплообменники змеевиковые, с П-образными трубами, трубами типа труб Фильда и прямотрубные с продольным или поперечным обтеканием. [c.127]

Задача усложняется техническими требованиями и ограничениями, накладываемыми на выбор компоновочных вариантов. Так, для получения достаточно стабильной характеристики основного пароперегревателя ine = / Фпе) при частичных нагрузках необходимо выдержать определенное соотношение количеств тепла, передаваемых пару в радиационных и в конвективных поверхностях нагрева. Температура газов перед первой конвективной поверхностью нагрева, а также перед экономайзером и воздухоподогревателем не должна превышать предельных значений, зависящих от свойств сжигаемого топлива, от способов топливосжигания и шлакоудаления, от сортов металла и типов конструкций. Температурные напоры в поверхностях нагрева не могут быть отрицательными или равными нулю. Для всех последовательно расположенных теплообменников в полурадиационной, основной конвективной и хвостовой частях агрегата требуется выдерживать общие габариты газоходов. Причем ограничения на предельные размеры агрегата также являются общими для различных узлов. [c.42]

Рассмотрено решение задачи выбора оптимальных размеров протнвоточно-го теплообменника с прямыми ребрами при ла.минарном движении теплоносителей Получены уравнения, позволяющие непосредственно, без привлечения громоздких численных методов, получить рекомендации о выборе оптимальных размеров теплопередающей поверхности. [c.8]

При температуре отходящих от технологического агрегата газов ниже 1200 К при организации передачи теплоты целесообразно, например, применение теплообменника с кипящим слоем и погруженными в него поверхностями нагрева КУ, обеспечивающими интенсивное объемное охлаждение потока технологических газов, проходящих через кипящий слой. В этом случае существенно улучшаются массогабаритные характеристики установки. Котлы-утилизаторы и ЭТА с объемночзхлаждаемой камерой могут быть выполнены в разных вариантах. Выбор конструктивно-компоновочного решения в каждом конкретном случае должен опираться на ряд соображений, среди которых важ 1ую роль играют условия и режим работы технологической установки. [c.192]

Надо также отметить, что при правильном выборе параметров процесса тепловое напряжение поверхности нагрева в этом теплообменнике достигает 9000—10 000 ккалIм" час. [c.349]

При определении целесообразности и выборе рациональной схемы использования фенольных сточных вод в оборотных циклах охлаждающих систем необходимо учитывать большое количество факторов термостабильные свойства воды скорость коррозии металла в оборотной воде наличие и величину биологических обрастаний в оборотном цикле наличие и концентрацию вредных веществ в атмосфере в районе градирни оборотного цикла изменение качества воды, направляемой для мокрого тушения кокса, а также скорость коррозии коксотушильного оборудования [161—163]. Эти вопросы изучал УХИН в лабораторных и промышленных условиях [13, 84, 164—166]. Для опытов использовали как неочищенные общезаводские стоки, так и воду после биологической очистки, причем сточные воды применяли как для самостоятельной подпитки оборотного цикла, так и в смеси со свежей технической водой в соотношении I 3, т. е. в соответствии с расходом этих вод на коксохимических заводах. Установлено, что при любых тепловых и гидравлических режимах работы оборотных циклов в системе полностью предотвращается накипе-образование (рис. 81). При использовании сточных вод поверхность трубок теплообменников покрывается пленкой, скорость образования которой в 15—20 раз меньше, чем карбонатных отложений (при оборотной технической воде), а коэффициент ее теплопроводности в 1,3—1,6 раза больше [164]. Вследствие этого значительно улучшается теплообмен, что было подтверждено результатами промышленных испытаний метода в оборотных циклах первичных газовых холодильников I блока цеха улавливания Ждановского коксохимического завода, где температура коксового газа снизилась на 4° С по сравнению со II блоком, работавшим на оборотной технической воде [166]. [c.151]

Термодинамический анализ дает возможность получить оптимальные соотношения между параметрами тепловой схемы, обеспечиваюшими минимальные расходы вводимой в установку превратимой энергии. Однако на выбор оптимальных параметров тепловой схемы реальных установок влияют как термодинамические факторы, так и экономические стоимость металла, из которого выполнено оборудование стоимость сооружения зданий, эксплуатации установки и т. д. Можно привести многочисленные примеры, подтверждающие это положение. Известно, например, что понижение температурных напоров в теплообменниках всегда приводит к уменьшению эксергетических потерь, вызванных необратимостью теплообмена, но увеличивает поверхности теплообмена, их веса, а значит, и стоимость. Поэтому выбор оптимальных температурных напоров в реальных установках должен осуществляться путем увязки термодинамического анализа с технико-экономическим анализом, чтобы учесть как термодинамические, так и стоимостные показатели. В будущем, вероятно, будет создан единый комплексный метод, который, возможно будет назван тер-модинамико-экономическим методом и позволит осуществить комплексную оптимизацию параметров энергетических установок. Оперируя одновременно условиями максимального приближения рабочего процесса установ-336 [c.336]

На паротурбпмных электростанциях и в промышлом-пых котельных широко используются поверхностные трубчатые теплообменники для нагревания или о.хлаж-дения воды и конденсата. К ним относятся сетевые подогреватели, подогреватели высокого давления, пароводяные подогреватели низкого давления и водоводяные теплообменники различного назначения. Выбор размеров этих теплообменников, т. е. их поверхности нагрева, производится на основании расчета тепловой схемы ТЭЦ или котельной и конструктивных данных теплообменников, изготовляемых заводами. [c.159]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...