 |
|
|
Архитектура Астрономия Аудит Биология Ботаника Бухгалтерский учёт Войное дело Генетика География Геология Дизайн Искусство История Кино Кулинария Культура Литература Математика Медицина Металлургия Мифология Музыка Психология Религия Спорт Строительство Техника Транспорт Туризм Усадьба Физика Фотография Химия Экология Электричество Электроника Энергетика |
Конвективный теплообмен (теплоотдача).
Различают теплоотдачу при свободной и вынужденной конвекции. Перемещение частиц жидкости или газа в объеме аппарата или теплообменных устройств в результате разности плотностей нагретых и холодных частиц жидкости или газа называется свободной или естественной конвекцией. Скорость естественной конвекции обусловлена физическими свойствами жидкости и разностью температур между горячими и холодными частицами, а также объемом, в котором происходит этот процесс. Вынужденная, или принудительная, конвекция возникает под действием насоса или вентилятора и др. Она определяется физическими свойствами среды, скоростью ее движения, формой и размерами канала передвижения потока. При вынужденной конвекции теплообмен происходит значительно интенсивнее, чем при естественной. Передача тепла вынужденной конвекцией происходит, например, при перемешивании объема мешалкой.
Перенос теплоты осуществляется электромагнитными волнами. При этом происходит двойное преобразование энергии. Вначале энергия теплового движения молекул преобразуется в энергию электромагнитного излучения. Затем происходит поглощение электромагнитного излучения другим телом и превращение ее в энергию теплового движения молекул. Воздух, через который передается тепловое излучение, практически не нагревается. Тепловое излучение подводит теплоту к глубине высушиваемого материала, а не к ее поверхности в связи с тем, что обладает проникающей способностью электромагнитных волн в данном диапазоне их длин. Теплоту переносят волны длиной 0,6–104 мкм. Этот диапазон охватывает красное, инфракрасное и сверхвысокочастотное (СВЧ) радиоволновое излучение. Интенсивность теплового излучения резко возрастает с повышением температуры и при температурах, превышающих +600 °С, приобретает
Отстаивание— распространённый способ очистки жидкостей от грубодисперсных механических примесей (см.Отстойники). Его используют при подготовке воды для технологических и бытовых нужд, обработке канализационных стоков, обезвоживании и обессоливании сырой нефти, во многих процессаххимическойтехнологии. Оно является важным этапом в естественном самоочищении природных и искусственных водоёмов.Отстаиваниеприменяется также для выделения диспергированных в жидких средах различных продуктов промышленного производства или природного происхождения.
Процесс отстаивания применяется для разделения гетерогенных систем - суспензий и эмульсий - под действием силы тяжести. Отстаивание возможно при наличии разности удельных весов разделяемых сред и при размере взвешенных частиц больше 0 5 мк.
Процесс отстаивания используют и для очистки производственных сточных вод от нефти, масел, смол, жиров и др. Очистка от всплывающих примесей аналогична осаждению твердых веществ. Различие заключается в том, что плотность ( всплывающих частиц ( меньше, чем плотность воды. Для улавливания частичек нефти используют нефтеловушки. Для улавливания жиров применяют жироловушки.
Процесс отстаивания проще всего осуществляется в неподвижной жидкости. В больших водохранилищах, где смена воды совершается обычно через 25 - 30 суток, длительный отстой способствует самоочищению воды. На некоторых водопроводах специально производят предварительное отстаивание воды. Однако этот метод не нашел широкого применения в СССР, так как для его осуществления требуются большие емкости вследствие очень медленного осаждения мелких взвешенных веществ, обусловливающих мутность воды
производится в отстойниках больших размеров, где вода находится в спокойном состоянии или медленно движется.
Отстойники, резервуары или бассейны для выделения из жидкости взвешенных примесей осаждением их под действием силы тяжести при пониженной скорости потока (см. Отстаивание). Отстойники применяются для очистки воды в системах гидроузлов и ирригационных сооружений,водоснабжения, канализации, а также для очистки масел, бензина и т. п. в машинах и технологических установках. Отстойники гидросиловых и ирригационных систем служат для предотвращения проникновения взвесей в турбины ГЭС и в оросительные каналы. На ГЭС и насосных станциях Отстойники предохраняют лопасти гидротурбин и насосов от истирания их твёрдыми примесями (с размером частиц от 0,25 мм и более), которое может привести к понижению кпд турбин и насосов. В ирригационных системах Отстойникипредохраняют каналы от заиления; в оросительную сеть с водой попадают только мелкие частицы, которые могут служить удобрением. Такие Отстойники различают: по характеру работы — непрерывного или периодического действия; по способу удаления наносов — с гидравлическим промывом, с механической очисткой и комбинированные; по числу камер — однокамерные и многокамерные. Скорость течения воды в камерах Отстойники (в зависимости от характера и количества наносов) — от 0,25 до 0,5 м/сек. Отстойники систем водоснабжения бывают горизонтальные, вертикальные и радиальные — в зависимости от направления основного потока воды в них. Горизонтальные Отстойникиприменяют для удаления взвеси: коагулированной — на водопроводных очистных станциях производительностью 30 — 50 тысяч м3/сут и некоагулированной — на станциях любой производительности. Удаление осадка из горизонтальных Отстойники обычно осуществляется с помощью перфорированных коробов или труб, укладываемых по дну Отстойники Вертикальные Отстойники служат для осаждения коагулированной взвеси на очистных станциях производительностью до 3 тысяч м3/сут. Радиальные Отстойники обычно применяют на крупных водоочистных станциях для предварительного осветления очень мутных вод (мутность более 2 г/л), а также для очистки воды в системах оборотного промышленного водоснабжения; они оборудуются скребковыми механизмами для непрерывного удаления выпавшей взвеси. Отстойники очистных сооружений (канализационные). По технологической схеме и принципам работы канализационные Отстойники близки к водопроводным с некоторым усложнением вспомогательных устройств, обусловленным большим количеством осадка, выпадающего из сточной воды. Первичные Отстойники служат для выделения взвесей на этапе механической очистки, вторичные — для отделения активного ила при биологической очистке. В качестве вторичных Отстойники после аэротенков обычно используются радиальные Отстойники с илососами. Длительность пребывания сточных вод в Отстойники 1,5—2 ч.
Радиальный отстойник: 1 — центральная распределительная труба; 2 — круговой жёлоб; 3 — труба; 4 — скребки; 5 — движущаяся ферма; 6 — приямок; 7 — иловая труба.
20. Материальный баланс - баланс, фиксирующий источники и масштабы поступления и расходования материальных ресурсов и соответствие их объемов. Материальный баланс технологический составляют по уравнению основной суммарной реакции с учётом побочных реакций; он базируется на законе сохранения массы (в данном случае общая масса поступающих в производство материалов равняется массе выходящих материалов). Материальный баланс технологический составляют в расчёте на единицу сырья или продукции или для одного аппарата или машины в единицу времени. Материальный баланс технологический— составная часть проекта новых производств или анализа работы существующих.
производства или той его части, которая непосредственно связана сконструируемым аппаратом. В основу любого технохимического расчета положены два основных закона: 1)закон сохранения массы вещества и 2) законсохранения энергии. На первом из этих законов базируется всякий материальный расчет.Закон сохранения масс веществ заключается в том, что во всякой замкнутой системе масса вещества остается постоянной, независимо от того,какие изменения претерпевают вещества в этой системе. Применительно к расчету материального баланса какого-либо процесса производства этот законпринимает следующую простую формулировку: масса исходных продуктов процесса должна быть равна массе его конечных продуктов. Следовательно,когда производится материальный расчет процесса, необходимо учитывать массу каждого компонента, поступающего в данный аппарат (приход) и массукаждого компонента, уходящего из аппарата (расход). Сумма приходов компонентов должна быть равна сумме расхода, независимо от составапродукта при поступлении и выходе, т.е. независимо от того, каким изменениям они подверглись в данном аппарате.
1 РАСЧЕТ КОЛИЧЕСТВА И СОСТАВА ТЕХНИЧЕСКИХ ПРОДУКТОВ В промышленной практике довольно часто приходится иметь дело свычислениями количественных соотношений между компонентами начальных и конечных продуктов производства, в основе которого лежат физическиепроцессы. При этих процессах не образуется новых компонентов, а только происходят изменения состава продуктов, которые подвергаются обработке или хранению при определенных условиях. Поэтому, составляя материальный баланс этих процессов, следует иметь в виду, что в приходной и расходной его частях участвуют одни и те же компоненты, но только в различных количественных соотношениях. 2 СТЕХИОМЕТРИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ Расчеты технологических процессов, в результате которых происходит химическое изменение вещества, основаны на стехиометрических законах: законе постоянства состава и законе кратных отношений, которые выражают собой взаимное отношение атомов и молекул при их химическом взаимодействии друг с другом. Согласно закону постоянства состава, любое вещество, какими бы способами его не получали, имеет вполне определенный состав. Закон кратных отношений состоит в том, что при образовании какого- либо простого или сложного вещества элементы в молекулу последнего входят в количествах, равных или кратных их атомному весу. Если же отнести этот закон к объемам, вступающих в реакцию веществ, то он примет следующую формулировку: если вещества вступают в химическую реакцию в газообразном состоянии, то они при одинаковых условиях (Р и Т) могут соединяться только в объемах, которые соотносятся между собой как целые числа. 3 УРАВНЕНИЕ МАТЕРИАЛЬНОГО БАЛАНСА Материальный баланс любого технологического процесса или части его составляется на основании закона сохранения веса (массы) вещества: ΣGисх = ΣGкон, (3.1) где ΣGисх – сумма весов (масс) исходных продуктов процесса; ΣGкон – сумма весов (масс) конечных продуктов процесса в техже единицах измерения. Таким образом, если в какой-либо аппарат или технологический узел поступает GА кг продукта А, GВ кг продукта Ви т.д., а в результате переработки их получается GС кг продукта С, GД кг продукта Д и т.д., а также если в конечных продуктах остается часть начальных продуктов А (GА кг), В (GВ кг) и т.д., то при этом должно сохраниться равенство GА + GВ +….= GА' + GВ' + GС + GД+….+ΔG, (3.1а) где ΔG –производственные потери продукта. Определение массы вводимых компонентов и полученных продуктов производится отдельно для твердой, жидкой и газообразных фаз согласно уравнению Gг + Gж + Gт.= Gг'+ Gж'+ G' т(3.1б)В процессе не всегда присутствуют все фазы, в одной фазе можетсодержаться несколько веществ, что приводит к упрощению или усложнению уравнения (3.1).
Тепловой баланс, сопоставление прихода и расхода (полезно использованной и потерянной) теплоты в различных тепловых процессах. В технике тепловой балланс используется для анализа тепловых процессов, осуществляющихся в паровых котлах, печах, тепловых двигателях и т. д.Тепловой баланс (физич.) составляется в единицах энергии (джоулях, калориях) или в % общего количества теплоты, приходящихся на единицу выпускаемой продукции, на 1 чработы, на период времени (цикл) или на 1 кгизрасходованного вещества. В научных исследованиях Тепловой баланс (физич.)пользуются при решении многих астрофизических, геофизических, химических,биологических и других проблем (см.Тепловой баланс моря, Тепловой баланс Земли и т. д.).
20. Днища и крышки. Типы днищ и крышек. Плоские Плоские днища для сосудов и аппаратов под налив (без давления) или работающих под давлением до 0,07 МПа (0,7 кгс/см2).Как правило, эти аппараты служат для проведения технологических процессов в жидких средах с температурой от -20 до +2000 °С. Рабочая среда в аппаратах — нейтральная или агрессивная жидкость, взрывоопасная или токсичная смесь. Плоские днища используются также в котлах, работающих под давлением.Плоские днища могут играть роль перегородок в теле аппарата. Они находят применение в качестве трубных решеток теплообменников для нефтеперерабатывающих заводов, конденсаторов электростанций, котлов.Плоские днища производятся методом раскатки нахолодно с последующей термообработкой. Материал — углеродистая или легированная сталь. Основной параметр изделия — радиус скругления.Плоское днище по сравнению с эллиптическим и сферическим является менее рациональным с точки зрения прочности под давлением среды, так как при прочих равных условиях толщина стенки плоского днища получается значительно больше, чем у эллиптического и сферического днищ. Поэтому применять плоское днище для работающих под давлением аппаратов с Dв более 0,4 м не рекомендуется. Однако, если по каким-то соображениям обязательно нужен плоский торец аппарата, работающего под давлением, то в этом случае можно использовать отбортованное плоское днище, укрепленное ребрами жесткости. С диаметром внутренним от 2000 до 2850 мм и толщиной стенки 6 мм.
1. Элептические Эллиптическое днище состоит из выпуклой части, представляющей в диаметральном разрезе эллипс, и цилиндрической отбортованной части.Эллиптические днища благодаря рациональной форме и надежности в работе получили наиболее широкое распространение при изготовлении аппаратов, работающих при давлении до 10 МПа и под вакуумом.Изготовление эллиптических днищ происходит штамповкой из плоских круглых заготовок, состоящих из одной или нескольких частей.Эллиптические отбортованные днища изготавливаются из углеродистых, легированных и двухслойных сталей с толщиной стенки от 4 до 120 мм для сосудов, аппаратов и котлов диаметром от 133 до 4000 мм. Высота эллиптической части hв = 0,25 Dв, а высота отбортовки в зависимости от базового диаметра и толщины стенки составляет от 25 до 120 мм. По обозначению имеют два вида:
или бывают стандартные и нестандартные
h1 высота цилиндрической части эллиптического днища Dв, Dн внутренний (наружный) диаметр эллиптического днища S толщина стенки эллиптического днища hв, hн высота эллиптической части эллиптического днища
2.Полусферические 3.Сферические Сферические днища, как и эллиптические, применяются при изготовлении сосудов и аппаратов в качестве торцевого (замыкающего) элемента: в аппаратах колонного типа, в шаровых кранах, в трубопроводной арматуре. Они не имеют отбортовки — цилиндрического участка, переходящего в обечайку. По способу изготовления сферические днища бывают двух типов: цельноштампованные и лепестковые.
Dmax диаметр максимальный R радиус сферы S толщина стенки 2. Элептические-стандартные – наиболее ходовой тип Расчет толщины стенки
Поиск по сайту: |
Процесс теплообмена между поверхностью тела и окружающей средой происходит в жидкостях или газах от поверхности твердого тела или его поверхности одновременно конвекцией и теплопроводностью. От поверхности твердого тела к потоку жидкости теплота распространяется через пограничный слой за счет теплопроводности, а от пограничного слоя в ядро потока жидкости или газа – в основном конвекцией.
Тепловое изучение (лучеиспускание).
,
— теплота сгорания топлива; 
— физическая теплота топлива; 
— физическая теплота воздуха; 
— теплота, переданная рабочему телу; 
— потеря теплоты с уходящими газами; 
— потери теплоты из-за химического и механического недожога топлива; 
— потеря теплоты с излучением в окружающую среду.
