Реферати

Реферат: Вибір теплообмінника

Основні закони діалектики. Історичні форми діалектики: античність, німецька класична філософія і матеріалістична діалектика. Закон єдності і боротьби протилежностей. Взаємний перехід кількісних змін у якісні. Сутність закону заперечення заперечення.

Основи конструкції автомобіля. Призначення, конструкція і принципи дії системи харчування карбюраторного двигуна. Загальна конструкція ведучого моста, призначення основних механізмів. Принцип дії гальмової системи. Конструкція балки і маточини коліс ведучого моста автомобіля.

Особливості нормування праці при організації роботи. Види транспортних перевезень і засобів. Нормообразующие фактори на транспортних роботах. Елементи витрат робочого часу, їхня структура і взаємозв'язок із продуктивністю агрегату. Особливості нормування праці на вантажно-розвантажувальних роботах.

Сутність бухгалтерської справи. Організація облікового апарата. Елементи системи обліку: оперативний, бухгалтерський і статистичний облік. Властивості облікової системи. Місце бухгалтерської справи в системі бухгалтерського обліку. Бухгалтерський облік і його розрахункові групи. Послідовність виконання облікових робіт.

Portfolio-аналіз як інструмент стратегічного планування маркетингу. Призначення стратегічного планування маркетингу. Проведення Portfolio-аналізу для гіпотетичної фірми "Поліграфіст". Конкурентноздатність і відносні частки ринку, займані компанією. Побудова матричних моделей General Electric-мсKinsey і BCG.

Міністерство Освіти Російської Федерації

Оренбургський Державний Університет

Контрольна робота

по курсу: Основи інженерно-технологічні процеси

Виконав студент Біккинін Р. Т.

Спеціальність ЕїУ

Курс 2

Група ЕС2-3

Шифр студента 98-Е-250

Керівник Асеєва В. В.

_

підпис

_

дата

Оцінка при защите_

Подпись_дата_

Уфа - 2000 р.

З чого обійдуть при виборі конструкції теплообмінника? У чому укладається конструктивний розрахунок теплообмінника?

Теплообмінниками називаються апарати, в яких відбуватися теплообмін, між робочими середами не залежно від їх технологічного або енергетичного призначення (підігрівачі, випарние апарати, концентратори, пастеризатори, випарники, деаератори, економайзери і д. р.)

Технологічне призначення теплообмінників багатоманітне. Звичайно розрізнюються власне теплообмінники, в яких передача тепла є основним процесом, і реактори, в яких тепловий процес грає допоміжну роль.

Класифікація теплообмінників можлива по різних ознаках.

За способом передачі тепла розрізнюються теплообмінники змішення, в яких робочі середи безпосередньо стикаються або перемішуються, і поверхневі теплообмінники - рекуператори, в яких тепло передається через поверхню нагріву - тверду (металеву) стінку, що розділяє ці середи.

За основним призначенням розрізнюються підігрівачі, випарники, холодильники, конденсатори.

У залежності від вигляду робочих серед розрізнюються теплообмінники:

а) рідинно-рідинні - при теплообміні між двома рідкими середами;

б) парожидкостние - при теплообміні між парою і рідиною (парові підігрівачі, конденсатори);

в) газорідинні - при теплообміні між газом і рідиною (холодильники для повітря) і інш.

По тепловому режиму розрізнюються теплообмінники періодичної дії, в яких спостерігається нестаціонарний тепловий процес, і безперервної дії з сталим у часі процесом.

У теплообмінниках періодичної дії тепловій обробці зазнає певна порція (завантаження) продукту;

внаслідок зміни властивостей продукту і його кількості параметри процесу безперервно варіюють в робочому об'ємі апарату у часі.

При безперервному процесі параметри його також змінюються, але вдовж проточної частини апарату, залишаючись постійними у часі в даному перетині потоку. Безперервний процес характеризується постійністю теплового режиму і витрати робочих серед, що протікає через теплообмінник.

Як теплоносій найбільш широко застосовуються насичена або злегка перегріта водяна пара. У змішувальних апаратах пар звичайне барботируют в рідину (вставляють під рівень рідини); при цьому конденсат пари змішується з продуктом, що не завжди допустимо. У поверхневих апаратах пара конденсується на поверхні нагріву і конденсат віддаляється окремо від продукту з допомогою водоотводчиков. Водяна пара як теплоносій володіє безліччю переваг: легкістю транспортування по трубах і регулювання температури, високою інтенсивністю тепловіддачі і інш. Застосування пари особливо вигідне при використанні принципу багаторазового випаровування, коли що випарюється з продукт вода прямує у вигляді гріючої пари в інші випарние апарати і підігрівачі.

Обігрів гарячою водою і рідинами також має широке застосування і вигідний при повторному використанні тепла конденсатів і рідин (продуктів), які але ходу технологічного процесу нагріваються до високої температури. У порівнянні з парою рідинне підігрівання менш інтенсивне і відрізняється змінною, що знижується температурою теплоносія. Однак регулювання процесу і транспорт рідин так само зручні, як і при паровому обігріві.

Загальним недоліком парового і водяного обігріву є швидке зростання тиску з підвищенням температури. У умовах технологічної апаратури харчових виробництв при паровому і водяному обігріві найвищі температури обмежені 150-160 З, що відповідає тиску (5-7) 105Па.

У окремих випадках (в консервній промисловості) застосовується масляний обігрів, який дозволяє при атмосферному тиску досягнути температур до 200° Газовий обігрів відрізняється рядом недоліків: трудністю регулювання і транспортування теплоносія, малою інтенсивністю теплообміну, забрудненням поверхні апаратури (при використанні топочних газів) і інш. Однак в ряді випадків він є єдино можливим (наприклад, в повітряних сушарках).

У холодильній техніці використовується ряд хладагентов: повітря, вода, рассоли, аміак, вуглекислота, фреон і інш.

При будь-якому використанні теплоносіїв і хладагентов теплові і массообменние процеси підлеглі основному- технологічному процесу виробництва, ради якого створюються теплообмінні апарати і установки. Тому рішення задач оптимізації теплообміну підлегле умовам раціонального технологічного процесу.

Для нагрівання і охолоджування рідких серед розроблені теплообмінники різноманітних конструкцій. Нижче розглядаються деякі конструкції теплообмінних апаратів, що застосовуються в харчовій промисловості.

Вибір конструкції теплообмінних апаратів

Конкретна задача нагрівання або охолоджування даного продукту може бути вирішена за допомогою різних теплообмінників. Конструкцію теплообмінника потрібно вибирати, виходячи з наступних основних вимог, що пред'являються до теплообмінних апаратів.

Найважливішою вимогою є відповідність апарату технологічному процесу обробки даного продукту; це досягається при таких умовах: підтримка необхідної температури процесу, забезпечення можливості регулювання температурного режиму; відповідність робочих швидкостей продукту мінімально необхідної тривалості перебування продукту в апараті; вибір матеріалу апарату відповідно до хімічних властивостей продукту; відповідність апарату тиску робочих серед.

Другою вимогою є висока ефективність (продуктивність) і економічність роботи апарату, пов'язана з підвищенням інтенсивності теплообміну і одночасно з дотриманням оптимальних гідравлічних опорів апарату. Ці вимоги звичайно виконуються при дотриманні наступних умов: достатні швидкості однофазних робочих серед для здійснення турбулентного режиму; сприятливий відносний рух робочих серед (звичайно краще противоток); забезпечення оптимальних умов для відведення конденсату і неконденсирующихся газів (при паровому обігріві); досягнення сумірних термічних опорів по обох сторонах стінки поверхні нагріву; запобігання можливості забруднення і легке чищення поверхні нагріву, мікробіологічна чистота і інш.

Істотними вимогами є також компактність, мала маса, простота конструкції, зручність монтажу і ремонту апарату. З цієї точки зору впливають наступні чинники; конфігурація поверхні нагріву; спосіб розміщення і кріплення трубок в трубних гратках; наявність і тип перегородок, ущільнень; пристрій камер, коробок, днищ; габаритні розміри апарату і інш.

Ряд чинників визначає надійність роботи апарату і зручність його експлуатації: компенсація температурних деформацій, міцність і густина роз'ємних з'єднань, доступ для огляду і чищення, зручність контролю за роботою апарату, зручність з'єднання апарату з трубопроводами і т. д.

Ці основні вимоги повинні бути встановлені в основу конструювання і вибору теплообмінних апаратів. При цьому саме велике значення має забезпечення заданого технологічного процесу в апараті.

Для орієнтування при виборі теплообмінників приведемо наступні міркування. З парожидкостних підігрівачів найбільш раціональним є многоходовой по трубному простору - трубчастий теплообмінник жорсткої конструкції (до жвавих трубних граток прибігають в крайньому випадку). Цей же теплообмінник з успіхом застосуємо як газове або рідинне при великих витратах робочих тіл і невеликому числі ходів в межтрубном просторі. При малих витратах рідин або газів краще застосовувати елементні апарати без жвавих трубних граток.

Ребристі апарати потрібно застосовувати, якщо умови тепловіддачі між робочими середами і стінкою з обох сторін поверхні нагріву істотно відрізняються (в газорідинних теплообмінниках); оребрение доцільне з боку найменшого коефіцієнта тепловіддачі.

Основні способи збільшення інтенсивності теплообміну в підігрівачах:

а) зменшення товщини гидродинамического прикордонного шара внаслідок підвищення швидкості руху робочих тіл або іншого вигляду впливу; це досягається, наприклад, розбиттям

пучка трубок на ходи і установкою межтрубних перегородок;

б) поліпшення умов відведення неконденсирующихся газів і конденсату при паровому обігріві;

в) створення сприятливих умов для нагріву, що обтікається робочими тілами поверхні, при яких вся поверхня активно бере участь в теплообміні;

г) забезпечення оптимальних значень інших визначальних чинників: температур, додаткових термічних опорі і т. д.

Шляхом аналізу приватних термічних опорів можна вибрати найкращий спосіб підвищення інтенсивності теплообміну в залежності від типу теплообмінника і характеру робочих тіл. Так, наприклад, в рідинних теплообмінниках поперечні перегородки доцільно встановлювати тільки при декількох ходах в трубному просторі. Перегородки не завжди необхідні; при вертикальному розташуванні трубок і нагріві пором останній подається в межтрубное простір; поперечні перегородки будуть заважати стікти конденсату. При теплообміні газу з газом або рідини з рідиною кількість протікаючої через межтрубное простір рідини може виявитися настільки великою, що швидкість її досягне тих же значень, що і всередині трубок; отже, установка перегородок втрачає значення. Перегородки безцільні також у разі сильно забруднених рідин, при яких внаслідок наростання шара забруднень на трубках вирішальний вплив на коефіцієнт теплопередачі надає величинаRn.

Інтенсифікація теплообміну є одним з основних напрямів розвитку і удосконалення теплової апаратури харчових виробництв. При цьому широко використовуються позитивні ефекти в інтенсифікації теплообміну, виявлені і досліджені в інших областях хімічної техніки і енергетики. За останні роки виконаний ряд робіт по промисловому випробуванню активних «режимних» методів інтенсифікації теплообміну в апаратах хімічних і харчових виробництв (І. М. Федоткин, КТИПП). До них відносяться зміна режимних характеристик течії, додаткова турбу-лизация потоку за рахунок пульсації, вдування повітря і інш. Намічені шляхи комплексної інтенсифікації теплообміну, що досягається при спільному впливі різних ефектів. Ведеться прискорена розробка нових типів поверхонь нагріву компактних теплообмінників, ефективність яких оцінюється промисловими даними про зв'язок тепловіддачі з гидродинамическим опором. Знайдені способи передачі значних теплових потоків між робочими середами за допомогою теплових труб, аналогічних за способом дії гріючим трубкам хлебопекарних печей (трубкам Перкинса). Дані про конкретне застосування нових типів теплообмінників містяться в рекомендованій літературі.

Основи розрахунку поверхневих теплообмінників

Розрахунок поверхневих теплообмінників містить тепловий, конструктивний, гідравлічний, прочностний і техніко-економічний розрахунки, які звичайно виконуються в декількох варіантах. Оцінка вибраного варіанту проводиться по одній з ознак оптимальності: коефіцієнту корисної дії, техніко-економічному критерію оптимальності і інш.

Тепловий розрахунок поверхневого теплообмінника складається в рішенні загального рівняння теплопередачиQ = qFсовместно з рівнянням теплового балансаQ = M1Di1=M2Di2, для конкретних умов роботи теплообмінника: даних робочих серед, конструктивних розмірів елементів теплопередающей поверхні, заданих меж зміни температур і схемі відносного руху теплоносіїв (див. гл. XII). Рішенням є сукупність правил (алгоритм), що однозначно приводять від початкових даних до результату-значення площі поверхні теплообміну в проектному (прямому) розрахунку або до значення температур потоків на виході з апарату при перевірочному розрахунку.

Внаслідок впливу численних чинників і відмінності в исхо, 1ци.\ даних загальне рішення, придатне для будь-якого теплообмінника, відсутній. Однак існує декілька простих методів наближеного розрахунку, відмінних різними допущеннями, що легко реалізовуються при ручному і машинному рахунку, серед них найбільш доступні методи розрахунку Грасгофа, Колберна, А. П. Кліменко і Г. Е. Каневца (Інститут газу АН УССР).

Розглянемо як приклад методику теплового і конструктивного розрахунку найбільш поширеного парожидкостного трубчастого підігрівача безперервної дії за способом Грасгофа. У проектних теплових розрахунках підігрівачів визначають:

а) середню різницю температур і середні температури робочих тіл;

б) теплове навантаження і витрату робочих тіл;

в) коефіцієнт теплопередачі;

г) поверхня нагріву.