Презентация 7 Пленочные Т А

«Теплообменное оборудование» Задача: снижение затрат тепловой энергии на единицу продукции В России расход тепловой энергии на единицу продукции нефтехимпереработки на 30% выше чем в развитых странах Задача: снижение затрат тепловой энергии на единицу продукции

Недостатки кожухотрубчатых кипятильников с затопленными трубами • Низкий коэффициент теплопередачи • Образование отложений смол и кокса на теплообменной поверхности • Необходимость периодической чистки

Основные схемы пленочных испарителей с падающей пленкой Жид– кость жид– кость жид– кость Пар и Пар Конденсат т Жид– кость жид– кость а) б) в) г) а, б — прямоточные; в, г — противоточные пленочные испарители

Распределительные устройства пленочных испарителейа)б)в) Н в г)

Распределительное устройство нового типа

Пленочные испарители • Преимущества: • Высокие коэффициенты теплопередачи 2… 4 к. Вт/м 2 К • Отсутствие отложений на греющей поверхности со стороны испаряемой жидкости • Нет гидростатического давления столба жидкости и следовательно ниже температура испарения • Малое время пребывания при нагреве (меньше термическая деградация и смолообразование) • Более полное использованию энергетического потенциала теплоносителей (экономии пара).

Прямоточный пленочный испаритель

Противоточный пленочный испаритель

Пленочные аппараты с распределением жидкости по трубам с отрицательной обратной связью по парообразованию

Прямоточно противоточный пленочный испаритель

Схема работы распределительного устройства Hj Hj+1 H P g j ж

Сопротивление диафрагмы j-й трубы противоточного испарителя можно выразить через среднее сопротивление диафрагмы Р ср при среднем расходе паров через нее ( Q ср е ср ): P j = P ср Q j 2 е j 2 пj / Q ср 2 е ср 2 пс где е ср , е j — массовая доля отгона в средней по жидкостной нагрузке и j — й трубе.

В прямоточном испарителе расход пара меняется по длине теплообменных труб. В этих условиях сопротивление трубы можно найти как интегральное: P j = 8 2 2 0 1d r wdl d в j jп jо т j вj l , где l 1 — длина теплообменной трубы, м; d в -внутрений диаметр труб, м; — коэффициент сопротивления орошаемой трубы; w от — относительная скорость пара, м/с; r – теплота испарения жидкости, Дж/кг; к – плотность жидкости, кг/м 3 ; — толщина стекающей пленки, м.

Разность уровней жидкости на трубной решетке около наиболее и наименее нагруженной теплообменной трубы: P P g H H жma x min , H j = H ср (Q j /Q ср ) 0,

Тепловой процесс в пленочных испарителях с падающей пленкой Локальные коэффициенты теплоотдачи от трубы к пленке жидкости 1 рассчитываются по формуле Лабунцова. При Re ж 500: 1 213 0, 250, 5 0023 ж ж жж g / , (R e)Pr где Pr ж =С ж ж ж / ж — критерий Прандтля; Re ж = Г/ ж — критерий Рейнольдса; ж — теплопроводность конденсата теплоносителя, Вт/(м К); ж — плотность конденсата теплоносителя, кг/м 3 ; ж — кинематическая вязкость теплоносителя, м 2 /с; С ж – теплоемкость жидкости, Дж/кг.

При 60<Re ж <500: 1 2 13 0, 2 130, 2 529 ж жжж g / / Pr. R e Pr, Pr. R e.

3 т1к к 2 ql rg 21, 1 , где к — теплопроводность конденсата теплоносителя, Вт/ (м К); к — плотность конденсата теплоносителя, кг/м 3 ; r к — теплота конденсации теплоносителя, Дж/кг; к — динамическая вязкость теплоносителя, Па с; q т — удельная тепловая нагрузка теплообменной трубы, Вт/м 2. Теплоноситель конденсирующийся насыщенный водяной пар

Коэффициент теплопередачи 1 11 12 с т т r, K=

Недостатки пленочных испарителей • Необходим насос для циркуляции жидкости через испаритель • Требуются распределительные устройства на каждую теплообменную трубу

многопоточные пленочных испарителей

Схема включения трехпоточных пленочных испарителей