- •Основы теплопередачи
- •Основные понятия и определения
- •Тепловые балансы
- •Теплопроводность
- •Уравнение Фурье. Коэффициент теплопроводности
- •Дифференциальное уравнение теплопроводности
- •Теплопроводность плоской, цилиндрической и сферической стенок при стационарном режиме
- •Тепловое излучение
- •Основные законы излучения
- •Теплообмен между твердыми телами при излучении
- •Тепловое излучение газов и паров
- •Конвективный теплообмен
- •Дифференциальное уравнение конвективного теплообмена
- •Тепловое подобие
- •Теплоотдача без изменения агрегатного состояния теплоносителя
- •Теплоотдача при изменении агрегатного состояния теплоносителя
- •Теплоотдача в дисперсных системах с твердой фазой
- •Сложная теплоотдача
- •Численные значения коэффициентов теплоотдачи
- •Гидродинамический и тепловой пограничные слои
- •Теплопередача
- •Основное уравнение теплопередачи. Коэффициент теплопередачи
- •Теплопередача через плоские, цилиндрические и сферические стенки при установившемся процессе
- •Средняя движущая сила теплопередачи
- •Тепловая изоляция
- •Нестационарный теплообмен
- •Список литературы к главе 7
- •Нагревание, охлаждение, конденсация
- •Нагревание
- •Нагревание водяным паром и горячей водой
- •Нагревание топочными газами
- •Нагревание высокотемпературными теплоносителями
- •Нагревание электрическим током
- •Охлаждение
- •Конденсация
- •Конструкции и расчет теплообменных аппаратов
- •Поверхностные теплообменники
- •Смесительные теплообменные аппараты
- •Расчет теплообменных аппаратов
- •Проектный расчет рекуперативных теплообменников
- •Поверочный расчет рекуперативных теплообменников
- •Расчет регенеративных теплообменников
- •Расчет теплообменников смешения
- •Сравнительная оценка и выбор конструкций теплообменных аппаратов
- •Список литературы к главе 8
- •Основные принципы интеграции тепловых процессов
- •Состав, структура и иерархия химико-технологической системы
- •Химико-технологическая система как объект проектирования
- •Введение в пинч-анализ
- •Построение составных кривых технологических потоков и определение энергетических целей
- •Построение составных кривых потоков хтс
- •«Точка пинча» потоков хтс
- •Деление тепловых потоков хтс
- •Представление сети теплообменных аппаратов
- •Проектирование тепловой сети с максимальной рекуперацией энергии
- •Список литературы к главе 9
- •Выпаривание
- •Общие сведения
- •Некоторые основные свойства растворов
- •Принцип работы выпарного аппарата
- •Однокорпусные выпарные установки
- •Выпарные аппараты непрерывного действия
- •Материальный баланс
- •Тепловой баланс
- •Поверхность нагрева выпарного аппарата
- •Потери полезной разности температур
- •Выпарные аппараты периодического действия
- •Выпаривание при переменном уровне раствора в аппарате
- •Выпаривание при постоянном уровне раствора в аппарате
- •Выпаривание при постоянном весе раствора в аппарате
- •Многокорпусные выпарные установки
- •Типовые схемы многокорпусных выпарных установок
- •Материальный баланс многокорпусной выпарной установки
- •Общая полезная разность температур выпарной установки
- •Распределение полезной разности температур по корпусам выпарной установки
- •Полезная разность температур при равной поверхности нагрева корпусов
- •Полезная разность температур при минимальной суммарной поверхности нагрева корпусов
- •Полезная разность температур при равной поверхности нагрева корпусов при минимальной общей поверхности нагрева
- •Распределение общего перепада давления между корпусами по заданным давлениям вторичного пара
- •Число корпусов выпарной установки
- •Последовательность расчета многокорпусных выпарных установок
- •Основные направления повышения экономической эффективности выпарных установок
- •Интенсификация тепло- и массообмена
- •Утилизация вторичных энергоресурсов
- •Выпаривание с тепловым насосом
- •Улучшение эксплуатационных характеристик выпарных установок
- •Комбинирование выпаривания с другими технологическими процессами
- •Выпарные установки мгновенного испарения
- •Конструкции выпарных аппаратов
- •Выпарные аппараты с естественной циркуляцией
- •Выпарные аппараты с принудительной циркуляцией
- •Пленочные выпарные аппараты
- •Основы теплового расчета выпарных аппаратов
- •Роторные тонкопленочные испарители
- •Выпарные аппараты погружного горения
- •Список литературы к главе 10
- •Содержание
- •Раздел I. Гидромеханические процессы
- •Глава 7 Основы теплопередачи 108
- •Глава 8 Нагревание, охлаждение, конденсация 217
- •Глава 9 основные принципы интеграции тепловых процессов 290
- •Глава 10 выпаривание 324
- •Раздел II. Тепловые процессы
- •Глава 7 Основы теплопередачи 108
- •Глава 8 Нагревание, охлаждение, конденсация 217
- •Глава 9 основные принципы интеграции тепловых процессов 290
- •Глава 10 выпаривание 324
- •Для заметок для заметок для заметок
- •Процеси та апарати хімічної технології
Деление тепловых потоков хтс
В предыдущем разделе были рассмотрены принципы построения, перемещения составных кривых технологических процессов ХТС и определена точка пинча, которая находится в точке касания составных кривых.
В этой точке движущие силы теплопередачи равны нулю, поэтому такая ситуация физически не осуществима. Однако это построение имеет большое значение, так как определяет абсолютный предел для количества рекуперируемой энергии в каждом конкретном случае.
Составные кривые, построенные для реального процесса, будут находиться в области наибольшего сближения по температурной оси на расстоянии Тmin. Поэтому температура пинч горячих потоков будет отличаться от температуры пинча холодных потоков (рис. 9.19).
Предположение, что величина экономически корректного значения Тminизвестна, позволяет зафиксировать относительное положение составных кривых, определить целевые энергетические значения,и возможную рекуперацию тепловой энергии. Поскольку значениеТminдолжно быть минимальной разностью температур в системе, то, очевидно, минимальная разность температур между теплоносителями на отдельных аппаратах не должна быть меньше, чемТminмежду составными кривыми.
Из рисунка 9.19 видно, что пинч делит рисунок на две части, расположение которых обладает определенной симметрией относительно пинча. Такая симметрия имеет глубокий физический смысл. Действительно, в области ниже пинча по температурной или левее его по энтальпийной оси тепловая энергия, потребляемая холодными потоками ХТС, полностью обеспечивается рекуперацией энергии горячих потоков. Оставшаяся часть тепловой энергии горячих потоков отводится к холодным теплоносителям, например, холодной воде. Следовательно, ниже точки пинча процесс находится в тепловом балансе с минимальным значением холодных теплоносителей (рис. 9.20). Тепловая энергия при этом отводится к холодным теплоносителям и не поступает сюда извне, т.е. процесс ниже пинча работает как источник тепловой энергии.
Рисунок 9.19 – Диаграмма составных кривых реального процесса |
Рисунок 9.20 – Диаграмма разделения ХТС на тепловой источник и тепловой сток |
Рисунок
9.21 – Диаграмма составных кривых
в
отсутствие переноса теплоты через пинч
Следует отметить, что в некоторых случаях возможна передача теплоты между подсистемами, на которые пинч делит ХТС, от горячих потоков, находящихся выше пинча, к тепловым потокам, находящимся ниже пинча. Однако передача теплоты от горячих потоков из подсистемы, находящейся ниже пинча, холодным потокам из подсистемы, находящейся выше пинча, без нарушения Тminневозможна. Более подробно вопросы переноса теплоты через пинч рассмотрены в специальной литературе.