Cтраница 3
![]() |
Схема тур-булизатора ( в тепло-обменном элементе. [31] |
Каналы переменного сечения часто образуются, например, в трубчатых реакторах при необходимости турбулизации потока ( т.е. увеличения длины трубок при условии сохранения постоянным времени реакции) с помощью турбулизирующих вставок. [32]
По мере распределения компонентов между исходным потоком и перме-атом возникает соответствующий концентрационный профиль, к-рый приводит к продольному выравниванию концентраций из-за молекулярной диффузии. При использовании турбулизирующих вставок наиб, воздействие на продольный перенос оказывает конвективная диффузия. [33]
![]() |
Схемы барботажных перемешивающих устройств. [34] |
Перемешивание неподвижными турбулиза-торами производится в трубопроводах путем искусственной тур-булизации потока жидкостной смеси разнообразными вставками, обеспечивающими многократное изменение величины и скорости потока. В качестве турбулизирующих вставок используют поперечные полу-перегородки и диафрагмы со смещенными отверстиями ( рис. 7, а); здесь поток многократно расширяется, сужается и изменяет направление. [35]
Однако при интенсификации процесса ректификации с помощью вставок увеличивается удельное гидравлическое сопротивление колонны. Работа колонны с турбулизирующими вставками экономически оправдана в том случае, если термическая стойкость разделяемой смеси позволяет некоторое увеличение температуры кипения смеси в кубе колонны, работающей под вакуумом. При одной и той же глубине разделения смеси ( и расходе по пару) установка турбулизирующей вставки позволяет в 2 - 3 раза снизить требуемую высоту колонны и соответственно ее стоимость. [36]
Трубы с переменным по длине сечением, получаемые соответствующей обработкой обыкновенных труб, обеспечивают турбу-лизацию потока и увеличение интенсивности теплообмена. Так же как в случае турбулизирующих вставок, в трубах с переменным сечением обеспечивается переход в турбулентную область при меньшем, чем в гладкой трубе, значении критерия Рейнольдса и соответствующее увеличение коэффициента теплопередачи. Последнее наблюдается в ламинарной и переходной областях и мало заметно в области интенсивной турбулентности. [37]
Интенсификация процессов теплообмена является важной и актуальной задачей исследования теплообменник аппаратов. Для увеличения теплообмена могут быть использованы различные методы; применение турбулизирующих вставок, ультразвука, пульсации давлений и вибрации теплообменных поверхностей. Следует отметить, что применение ультразвука в теплообменных аппаратах дает значительное, увеличение теплового потока с единицы поверхности теплообменника, но, в свою очередь, приводит к быстрой разгерметизации теплообменника. Наложение пульсации давления увеличивает тэплосъем с единицы поверхности в некоторых случаях до 80 %, но такие теплообменники должны быть настроены на резонансную частоту, и малейшее отклонение от нее сводит к нулю все усилия по интенсификации процесса теплообмена. Вибрация теплообменных поверхностей дает увеличение теплосъема с единицы поверхности до 20 % при условии, что имеются небольшие тепловые потоки и только д кризиса кипения. Наиболее простым и достаточно эффективным способом интенсификации является установка механических турбулиэирущих вставок, так как в этом случае не нарушается герметичность и надежность работы аппарата. [38]
Интересные исследования механизма течения в трубах с турбули-затором в виде скрученных лент были представлены Смитбергом и Лэн-дисом [21] для воды и воздуха и Гэмбиллом и др. [22] для воды в критической области. Черчилль и Эванс [23] изучали влияние на теплоотдачу установленных поперек потока турбулизирующих вставок различных форм; их результаты согласуются с наблюдениями Хилдинга и Кугэна. Следовательно, в тех случаях, когда потери давления не играют решающей роли, трубы с внутренним оребрением и турбулизаторами могут обеспечить повышенную передачу тепла на единицу длины трубы. [39]
Таким образом, наличие вставок даже без применения совмещенного процесса испарения и конденсации увеличивает эффективность массообмена почти в 2 раза. Эти результаты находятся в хорошем Соответствии с полученными ранее25 величинами ВЕПГ в канале с турбулизирующими вставками других конструкций. [40]
![]() |
Кривые зависимости Др ( вм в водомасляном теплообменнике при применении турбулизаторов различных типов. Обозначение кривых на 4. [41] |
Из изложенного следует, что трубы с турбулизирую-щими вставками в некоторых случаях имеют преимущества перед гладкими, особенно в области низких значений чисел Рейнольдса, соответствующих переходному режиму течения в гладких трубах. Вопрос о целесообразности их применения должен решаться в каждом конкретном случае с учетом условий эксплуатации теп-лообменного аппарата и дополнительных затрат на изготовление и установку в трубах турбулизирующих вставок. [42]
В действительности интервал удовлетворительных режимов слоя, псевдоожиженного газом, может быть значительно уменьшен вследствие каналообразования и поршневого движения. Это особенно важно для случая крупных частиц одинакового размера, когда вообще очень трудно привести слой в псевдоожиженное состояние. Этот нежелательный режим может быть устранен, если в слое расположить турбулизирующие вставки или использовать конические аппараты. [43]
Однако при интенсификации процесса ректификации с помощью вставок увеличивается удельное гидравлическое сопротивление колонны. Работа колонны с турбулизирующими вставками экономически оправдана в том случае, если термическая стойкость разделяемой смеси позволяет некоторое увеличение температуры кипения смеси в кубе колонны, работающей под вакуумом. При одной и той же глубине разделения смеси ( и расходе по пару) установка турбулизирующей вставки позволяет в 2 - 3 раза снизить требуемую высоту колонны и соответственно ее стоимость. [44]
Перспективным представляется способ воздействия на поток его закручиванием. Для этого с помощью специальных вставок в начале канала создается вращательное движение теплоносителя. Наиболее существенное влияние закручивания потока наблюдается в начальном участке трубы. При установке турбулизирующих вставок различной конструкции по всей длине канала достигается существенное выравнивание и увеличение среднего по длине канала коэффициента теплоотдачи. [45]