Интенсификации теплообмена
Диапазон ультразвуковых колебаний составляет от 2-Ю4 до 2-Ю9 Гц, В технике ультразвуковые колебания находят применение для интенсификации технологических процессов — при чистке и обезжиривании деталей, механической обработке твердых и хрупких материалов, при сварке, пайке, лужении, для ускорения химических реакций в гальванотехнике, в дефектоскопии, при очистке воздуха.
С развитием нефтехимических синтезов и дальнейшей интенсификации технологических процессов область применения инертного газа значительно расширяется.
В настоящее время ни одно крупное промышленное предприятие не может работать без использования кислорода. С каждым годом увеличиваются темпы внедрения кислорода для интенсификации технологических процессов в металлургической и химической промышленности. Все шире используется кислород в медицине— под повышенным [0,4—0,6 Мн/м2 (4—6 ат)] давлением кислород успешно применяют для лечения газовой гангрены, столбняка, при операциях на сердце и т. п.
Автоматизация производства является высшей формой развития производственных процессов и по мере их усложнения и ускорения становится технической необходимостью. Ограниченные возможности человеческого организма — утомляемость, недостаточная скорость реакции на большое количество поступающей в процессе производства информации, субъективность в оценке сложившейся ситуации и другие факторы, препятствуют дальнейшей интенсификации технологических процессов и обусловливают перевод их на автоматическое управление.
Ультразвук нашел широкое применение в самых различных областях производства. В машиностроении его используют для интенсификации технологических процессов при очистке, сварке, механической обработке деталей и ряде других операций. Применение ультразвука обеспечивает повышение производительности труда и высокое качество продукции. Это обусловливает перспективу еще большего его применения.
Технологический процесс проводится при давлениях, больше атмосферного, для которых можно ожидать дальнейшего расширения пределов взрываемости. В то же время для интенсификации технологических операций желательно максимальное увеличение концентрации кислорода в конвертируемых богатых этилено-кислородных смесях. Актуальность этой задачи обусловлена не только малостью предельной взрывной концентрации кислорода, но и его слабой растворимостью в воде, т. е. в сфере основной реакции, в 4 раза меньшей, чем у этилена. При оценке возможностей интенсификации необходимо учитывать не только влияние давления на пределы взрываемости, но и присутствие в перерабатываемых смесях инертного компонента —• водяного пара.
Такое взаимное ингибирование мы наблюдали на примере соотношения пределов взрываемости сложных смесей углеводородов и окиси углерода, рассмотренном в гл. 9, разд. 3. Этот эффект можно использовать для интенсификации технологических процессов окислительной конверсии углеводородов. Если перерабатывать смеси углеводородов с кислородом в присутствии добавок СО, допустимое содержание кислорода может быть значительно увеличено. Можно ожидать, что добавки окиси углерода будут также способствовать протеканию конверсии в желательном направлении, тормозя вредные реакции глубокого окисления оксипродуктов.
На производственных объектах нефтяной и газовой промышленности используются мощные ультразвуковые установки для очистки сточных вод, интенсификации технологических процессов по первичной подготовке нефти и газа, очистке, сварке и обработке деталей и др. Эти установки излучают опасный для обслуживающего персонала поток ультразвуковых колебаний, который влияет на организм человека, нарушает биохимические процессы обмена веществ, изменяет состав и свойства крови, структуру клеток, состояние нервной системы, оказывает, как и шум, вредное воздействие на здоровье и работоспособность.
Ультразвук нашел широкое применение в самых различных областях производства. В машиностроении его используют для интенсификации технологических процессов при очистке, сварке, механической обработке деталей и ряде других операций. Применение ультразвука обеспечивает повышение производительности труда и высокое качество продукции. Это обусловливает перспективу еще большего его применения.
1П) условиях интенсификации технологических процессов обжига цемент-Л_3ного клинкера, увеличения мощности и размеров вращающихся печей существенно возрастает роль их огнеупорной футеровки, стойкость которой в значительной мере определяет технико-экономические показатели работы печей.
Однако в условиях интенсификации технологических процессов и повсеместного применения полимерных материалов с высокими диэлектрическими свойствами проблемы, связанные с пожаро-взрывоопасностью электризации продолжают оставаться весьма актуальными. Поэтому, а также вследствие отсутствия или недостаточной эффективности методов и средств борьбы с опасными разрядами статического электричества абсолютное число случаев воспламенения горючих сред от статического электричества продолжает оставаться большим.
зеваться без каких-либо изменений для расчета тепловых потерь излучением с поверхности тела. Поскольку тепловое излучение носит диффузный характер, то для определения интенсификации теплообмена с близлежащими предметами необходим метод расчета количества энергии, излучаемой в произвольном направлении. С этой целью введем понятие плотности (интенсивности) излучения в направлении нормали и излучающей поверхности (1п), т. е. количества энергии, излучаемой единицей поверхности тела в единицу времени в пределах элементарного конического телесного угла, ось которого образует нормаль к поверхности. Для определения плотности излучения под углом в к нормали (рис. 2.19) используется закон Ламберта
На рис. 1.6 показан кожухотрубчатый теплообменник жесткой конструкции. Теплообменник одноходовой по корпусу; для интенсификации теплообмена устанавливают несколько трубных перегородок, регулирующих поток жидкости или газа. Перегородки придают пучку груб большую устойчивость, обеспечивая прямолинейность теплооб-менных труб, что очень важно для нормальной эксплуатации аппарата. -
тель I проходит по змеевику, теплоноситель II- через емкость (1). Обычно в емкости (1) теплоноситель II движется с малыми скоростями и теплоотдача от змеевика к теплоносителю II осуществляется при малых значениях коэффициента теплоотдачи. Для увеличения скорости движения теплоносителя II и, следовательно, интенсификации теплообмена в емкости (1) установлен вытеснительный сосуд (5). Движение теплоносителя II по кольцевому пространству между стенками емкости (1) и вы-теснительного сосуда (5) происходит при повышенных скоростях.
2.1. Краткий обзор наиболее распространенных конструкций теплообменник аппаратов и методов интенсификации теплообмена
Для интенсификации теплообмена, трубы в пучке нередко выполняются различной обтекаемой формы (овальные, каплеобразные, плавниковые и др.). При обтекаемой форме труб намного повышается скорость потоков и тем самым удается интенсифицировать теплоотдачу потока без дополнительного по сравнению с обычной круглой формой, аэродинамического сопротивления.
Теплообменники «труба в трубе» выполняются также из двух гофрированных труб. Гофры изготавливаются в виде спиралей одного направления. Иногда для интенсификации теплообмена трубы выполняются изогнутыми. Примером может служить змеевик, весьма часто используемый в теплообмен-
Увеличение теплосъема с единицы площади тешюобменного оборудования обычно сопровождается экстенсивным ростом поверхности теплообмена, размеров, массы и его стоимости. Поэтому необходимы более эффективные методы интенсификации теплообмена, принципиально новые решения в области конструирования, технологии изготовления и организации производства теплообменных аппаратов.
Анализ методов пассивной интенсификации конвективного теплообмена при вынужденном движении турбулентных потоков показывает, что основной источник интенсификации теплообмена в турбулентных потоках - повышение степени турбулентности за счет отрывных явлений, вихревых структур и закрутки потока, многократного изменения направления движения и перестройки профиля скорости, а также при введении в поток турбулизирующих элементов.
Методы теплоэнергетического сравнения конвективных поверхностей нагрева позволяют выбрать наиболее эффективный способ интенсификации теплообмена для различных конструкций теплообменник аппаратов и оценить эффективность создаваемых новых форм поверхностей теплообмена. Вместе с тем наиболее полная оценка эффективности создаваемого теплообменного аппарата должна дополнительно учитывать массовые, объемные и стоимостные характеристики, показатели технологичности и степени унификации узлов и деталей, эксплуатационные показатели.
Например, если теплообменник работал с КИТПС1=0,6 при FCI я стал работать с КИТПМ=0,98 при FM, то коэффициент интенсификации теплообмена составит:
Пластинчато-спиральный теплообменник с перекрестно-поточными теплоносителями вертикального и горизонтального исполнения типа ТПСв и ТПСг устанавливаются в цилиндрическом кожухе с эллиптическим съемным днищем (см. рис. 5.29 а и б). Для интенсификации теплообмена и для расширения диапазона давления теплоносителя в спиральном потоке до 1,6 МПа необходимо установить продольные ребра в спиральном канале, где протекает прямоточный теплоноситель II (рис. 5.29 в).
 Читайте далее:
 Исключающие попадание
Исключающих искрообразование
Индивидуальными особенностями
Исключают возможность
Исключения допускаются
Исключения попадания
Идентификации опасностей
Исключением специальных
Изменение температуры
Исключение возможности
Исключить попадание
Искрообразующих материалов
Искусственные неорганические
Искусственных заземлителей
Искусственное освещение
|
