Основы расчета нефтезаводских процессов и аппаратов - Эмирджанов Р.Т.
Скачать (прямая ссылка):
Часто, при расчетах теплообменной аппаратуры, величину
Qn07 выражают в долях (или в процентах) от значения Qr0p* Обозначим долю потерь через ?. т. е.
р = _Опот_# • • (IX, 77}
Qrop
Тогда уравнение (IX, 76) можно переписать так
(1-P)Qi^=QxO, (XI, 78)
или в развернутом виде:
(1 - P) ¦ G (QH -QK) = g (IX, 79)
Если теплообменное устройство применяется специально для нагревания холодного потока (кипятильники, подогреватели, теплообменники и др.), т. е. когда <2Х0Л является полезно использованным теплом, a Qrop—фактически затраченным теплом,
отношение -^S!. можно назвать коэффициентом полезного
Qrop
действия теплообменного аппарата (tj).
В этом случае, имея в виду уравнение (1Х,78),, можно написать
U
(IX, 80)
Q
гор
а, следовательно
•Ч G (Qh-Qk) = ? (<7к-<7н). (IX, 81)
238
Обычно при расчетах теплообменных аппаратов величину потерь, тепла принимают приближенно равной 5% от Qrop> т. е. ffe0,05, тогда 7)^0,95.
Уравнения (IX,73), (IX, 79) или (IX, 81) могут быть исполь-зонпны при расчете теплообменной аппаратуры для определе-MiIH любой из величин, входящих в эти уравнения, при условии, если значения всех остальных величин известны.
Различные схемы движения потоков в теплообменных аппаратах и средний температурный напор. В дальнейшем рассматриваются только непрерывно действующие теплооб-мнтые устройства—рекуперативные и смесительные, как имеющие наибольшее распространение на нефтеперерабатывающих виводах.
Фиг. 86. Схемы движения потоков при теплообмене
а—прямоток; противоток. - /
Если горячий и холодный потоки в теплообменном аппа-роте движутся параллельно и в одинаковом направлении, то тикая схема движения называется прямотоком; если потоки дипжутся параллельно, но в прямо противоположном направлении— противотоком; если потоки движутся поперек друг другу—перекрестным током. В более сложных случаях в одном и том же аппарате могут иметь место одновременно прямотоки и противоток, что можно назвать смешанным током.
По мере движения потоков их температуры изменяются: для горячего потока от Tn0C до 7*к °С, для холодного потомка—от tH °С до tK °С. Исключение составляют поток кипящей индивидуальной жидкости и поток конденсирующегося пара индивидуального вещества, для которых температуры процесса остаются постоянными (если, конечно, считать давления и различных сечениях аппарата по ходу потоков неизменными). I Ia фиг. 86 показан характер изменения температур потоков при движении их вдоль поверхности теплообмена для прямо-I ока и противотока (в общем случае).
23»
і
I I
І Ґ
* / J
i 1
' '- i h
Значения конечных температур потоков Тк и tK зависят от ряда факторов—от схемы движения, характера и величины поверхности теплообмена, природы теплообменивающихся веществ, относительного веса потоков и т. д.
Но ни при каких условиях в случае прямотока конечная температура холодного потока (tK) не может оказаться выше конечной температуры горячего потока (Гк), тогда, как в случае противотока, путем подбора соответствующих условий, можно иметь любое соотношение этих температур, т. е. tK>IK. ;На фиг. 86 б для противотока показан случай когда iK>TK.
Как видно из фиг. 86, по мере движения потоков от одного •-сечения аппарата к другому разность температур между горячим и холодным потоками, т. е. температурный напор
jiT=T—t не остается постоянным.
Не остаются постоянными и физические параметры потоков, , следовательно, и общий коэффициент теплопередачи (к). Поэтому для определения количества тепла, переданного в рекуперативных теплообменных аппаратах от горячего потока к холодному, расчетная формула Q=KFAt, ккал/час, может <быть применена только путем подстановки в нее средних значений к я At или же путем разбивки теплообменного аппарата на элементарные участки, на которых значения к я At можно считать постоянными.
В случае прямоточной или противоточнои схемы движения .среднее значение температурного напора определяется как среднелогарифмический температурный напор между тепло-обменивающимися потоками, который определяется по формуле
Д Ь
> . (IX, 82)
2,3 Ig-Д ^
_б_
ггде A t6 и A tu — большая и меньшая разности температур
между потоками (у концов теплообменного аппарата).
Если -~- < 2, то разница между среднелогарифмическим
A t
m
-и среднеарифметическим температурными напорами составляет всего 4%, поэтому в данном случае, без особой погрешности •можно пользоваться среднеарифметическим температурным напором
д t= ±lfa±k . (к, 83)
В случае перекрестного или смешанного тока средний температурный напор определяется по формуле:
Д* = е'(Д*) (IX, 84)
.240
і'де (Д t)
прот
средний температурный напор, если бы имел место
чистый противоток; поправочный коэффициент, учитывающий отличие перекрестного или смешанного тока от противотока.
Коэффициент є всегда меньше единицы и определяется по специальным графикам, в зависимости от численных значений вспомогательных величин P
и R.
P
t-t
н
Tb-*,
(IX, 85)
H
R
Tn ~т,
к
(IX, 86)
Зависимость между s и значеннями Я и R для некоторых Случаев смешанного и перекрестного токов приведена на фиг. 87 и 88. Для ряда других Случаев графики для определения є можно найти в книге
