Раздел II. Тепловые процессы

Глава 7 Основы теплопередачи 108

7.1. Основные понятия и определения 108

7.2. Тепловые балансы 111

7.3. Теплопроводность 114

7.3.1. Уравнение Фурье. Коэффициент теплопроводности 114

7.3.2. Дифференциальное уравнение теплопроводности 117

7.3.3. Теплопроводность плоской, цилиндрической и сферической стенок при стационарном режиме 121

7.4. Тепловое излучение 128

7.4.1. Основные законы излучения 130

7.4.2. Теплообмен между твердыми телами при излучении 133

7.4.3. Тепловое излучение газов и паров 136

7.5. Конвективный теплообмен 137

7.5.1. Дифференциальное уравнение конвективного теплообмена 144

7.5.2. Тепловое подобие 146

7.5.3. Теплоотдача без изменения агрегатного состояния теплоносителя 151

7.5.4. Теплоотдача при изменении агрегатного состояния теплоносителя 158

7.5.5. Теплоотдача в дисперсных системах с твердой фазой 170

7.5.6. Сложная теплоотдача 173

7.5.7. Численные значения коэффициентов теплоотдачи 174

7.5.8. Гидродинамический и тепловой пограничные слои 175

7.6. Теплопередача 187

7.6.1. Основное уравнение теплопередачи. Коэффициент теплопередачи 187

7.6.2. Теплопередача через плоские, цилиндрические и сферические стенки при установившемся процессе 189

7.6.3. Средняя движущая сила теплопередачи 196

7.6.4. Тепловая изоляция 201

7.7. Нестационарный теплообмен 204

Список литературы к главе 7 216

Глава 8 Нагревание, охлаждение, конденсация 217

8.1. Нагревание 218

8.1.1. Нагревание водяным паром и горячей водой 218

8.1.2. Нагревание топочными газами 224

8.1.3. Нагревание высокотемпературными теплоносителями 226

8.1.4. Нагревание электрическим током 231

8.2. Охлаждение 236

8.3. Конденсация 240

8.4. Конструкции и расчет теплообменных аппаратов 242

8.4.1. Поверхностные теплообменники 244

8.4.2. Смесительные теплообменные аппараты 263

8.4.3. Расчет теплообменных аппаратов 266

Проектный расчет рекуперативных теплообменников 267

Поверочный расчет рекуперативных теплообменников 280

Расчет регенеративных теплообменников 283

Расчет теплообменников смешения 284

8.5. Сравнительная оценка и выбор конструкций теплообменных аппаратов 287

Список литературы к главе 8 289

Глава 9 основные принципы интеграции тепловых процессов 290

9.1. Состав, структура и иерархия химико-технологической системы 291

9.1.1. Химико-технологическая система как объект проектирования 295

9.2. Методика проектирования ресурсо- и энергосберегающих ХТС. «Луковичная» диаграмма 296

9.3. Введение в пинч-анализ 302

9.3.1. Построение составных кривых технологических потоков и определение энергетических целей 303

9.3.2. Построение составных кривых потоков ХТС 306

9.3.3. «Точка пинча» потоков ХТС 308

9.4. Деление тепловых потоков ХТС 310

9.5. Представление сети теплообменных аппаратов 312

9.6. Проектирование тепловой сети с максимальной рекуперацией энергии 318

Список литературы к главе 9 324

Глава 10 выпаривание 324

10.1. Общие сведения 325

10.2. Некоторые основные свойства растворов 327

10.3. Принцип работы выпарного аппарата 329

10.4. Однокорпусные выпарные установки 330

10.4.1. Выпарные аппараты непрерывного действия 330

Материальный баланс 330

Тепловой баланс 331

Поверхность нагрева выпарного аппарата 334

Потери полезной разности температур 334

10.4.2. Выпарные аппараты периодического действия 337

Выпаривание при переменном уровне раствора в аппарате 339

Выпаривание при постоянном уровне раствора в аппарате 341

Выпаривание при постоянном весе раствора в аппарате 342

10.5. Многокорпусные выпарные установки 343

10.5.1. Типовые схемы многокорпусных выпарных установок 344

10.5.2. Материальный баланс многокорпусной выпарной установки 349

10.5.3. Тепловой баланс многокорпусной выпарной установки 350

10.5.4. Общая полезная разность температур выпарной установки 351

10.5.5. Распределение полезной разности температур по корпусам выпарной установки 352

Полезная разность температур при равной поверхности нагрева корпусов 352

Полезная разность температур при минимальной суммарной поверхности нагрева корпусов 353

Полезная разность температур при равной поверхности нагрева корпусов при минимальной общей поверхности нагрева 355

Распределение общего перепада давления между корпусами по заданным давлениям вторичного пара 356

Число корпусов выпарной установки 357

Последовательность расчета многокорпусных выпарных установок 359

10.5.6. Основные направления повышения экономической эффективности выпарных установок 359

Интенсификация тепло- и массообмена 360

Утилизация вторичных энергоресурсов 360

Выпаривание с тепловым насосом 361

Улучшение эксплуатационных характеристик выпарных установок 365

Комбинирование выпаривания с другими технологическими процессами 365

Выпарные установки мгновенного испарения 366

10.6. Конструкции выпарных аппаратов 367

10.6.1. Выпарные аппараты с естественной циркуляцией 368

10.6.2. Выпарные аппараты с принудительной циркуляцией 376

10.6.3. Пленочные выпарные аппараты 379

10.7. Основы теплового расчета выпарных аппаратов 381

10.8. Роторные тонкопленочные испарители 385

10.9. Выпарные аппараты погружного горения 390

Список литературы к главе 10 392

Содержание 394