Тема 2.2 Теплообменные аппараты
Студент должен
знать:
- виды нагревающих и охлаждающих агентов;
- устройство теплообменных аппаратов: кожухотрубчатых, «труба в трубе», погруженного типа, с паровым пространством, воздушного охлаждения, оросительных, пластинчатых, с рубашкой;
- последовательность расчета теплообменного аппарата;
- сущность процесса кристаллизации, устройство кристаллизатора;
уметь:
- выбирать тип аппарата по ГОСТу и др. нормативным документам;
- выбирать теплоносители для движения по трубному пространству или межтрубному пространству теплообменников;
- производить сравнительную оценку различных теплообменных аппаратов;
- рассчитывать теплообменные аппараты;
- составлять материальный и тепловой балансы кристаллизации;
- выбирать кристаллизатор по результатам расчета.
Вначале надо изучить, какие продукты используются в качестве теплоносителей в теплообменных аппаратах, какой процесс является регенерацией тепла.
Внимательно изучите конструкцию различных типов теплообменных аппаратов, разберитесь в достоинствах и недостатках каждой конструкции. Обратите внимание на конденсаторы и холодильники воздушного охлаждения. Надо уметь рисовать эскизы теплообменных аппаратов по памяти. В этой теме следует усвоить расчет теплообменных аппаратов. Для кожухотрубчатых теплообменников расчет осуществляется в следующей последовательности:
1 .Определить тепловую нагрузку теплоносителя;
2. Найти неизвестную температуру теплоносителя;
3. Определить средний температурный напор;
4. Выбрать по справочнику (или рассчитать) коэффициент теплопередачи К;
5. Найти необходимую поверхность теплообмена.
6. Выбрать тип теплообменника по ГОСТу и определить число теплообменников.
При расчете конденсаторов-холодильников обратите особое внимание, что при конденсации нефтяных фракций температуры начала конденсации и конца конденсации не равны.
Вопросы для самоконтроля
1. Какие нагревающие и охлаждающие агенты используются в процессах нефтегазопереработки и нефтехимии?
2. Каково значение регенерации тепла на нефтегазоперерабатывающих заводах?
3. Виды кожухотрубных теплообменников.
4. Каковы достоинства и недостатки теплообменников с плавающей головкой?
5. Каковы достоинства и недостатки кожухотрубных теплообменников жесткой конструкции?
6. Как устроены теплообменники «труба в трубе»? В чем их достоинства и недостатки?
7. Какие типы кипятильников вы знаете?
8. Как крепятся трубы в трубных решетках?
9. В чем достоинства и недостатки конденсаторов и холодильников погружного типа?
10. В чем достоинства и недостатки аппаратов воздушного охлаждения?
Литература :[1], с. 143-156, с 17-190; [2], с. 145-167; [3], с. 411-466, с. 512-522.
Тема 2.3 Трубчатые печи
Студент должен
знать:
- назначение трубчатых печей и их устройство;
- основные показатели работы трубчатых печей;
- классификационный состав топлив, теплотворную способность:
- реакции горения, максимальную температуру горения;
- сущность теплового расчета камеры радиации,
- сущность гидравлического расчета змеевика печи;
- порядок расчета трубчатой печи;
- основные требования техники безопасности при эксплуатации и пуске печей;
уметь:
- разбираться в конструкции печей, отдельных устройств, используя каталоги или другую техническую литературу;
- определять расход кислорода, воздуха на сжигание топлива, массу и объем продуктов сгорания;
- задаваться коэффициентом избытка воздуха для топлива различного состава, печей различных конструкций;
- определять коэффициент прямой отдачи, величину эффективной лучевоспринимающей поверхности, поверхность нагрева радиантных труб;
- определять коэффициент теплоотдачи конвекцией и радиацией, поверхность нагрева конвекционных труб, выбирать скорость продукта на входе в печь;
- определять потери напора и давления при движении продукта в змеевике печи;
- пользоваться
требованиями технического регламента
и инст
рукциями
по эксплуатации печей.
При изучении темы нужно хорошо усвоить устройство печей. Определить, где находятся камера радиации, камера конвекции, как располагаются змеевики печи, как соединены между собой трубы, как устроен каркас печи. Разобрать устройство приборов для сжигания топлива и др. особое внимание следует обратить на устройство двухскатных печей, с двухсторонним облучением экрана, с беспламенным горением.
Важным является вопрос об основных показателях работы печей. Нужно понять и запомнить все определения основных показателей и знать численные значения этих величин. Понять связь между температурой дымовых газов над перевалом, тепловой напряженностью поверхности радиантных труб и коэффициентом прямой отдачи.
При изучении процесса горения надо научиться выводить уравнения для расчета количества воздуха, необходимого для горения топлива и
уравнения для определения состава продуктов сгорания (в молях), знать уравнение перевода мольной теплоемкости дымовых газов в массовую. Обратить внимание на определение максимальной температуры горения и уметь ее рассчитывать.
При изучении расчета камеры радиации надо усвоить допущения, принимаемые при расчете, хорошо разобраться в таких понятиях, как эквивалентная абсолютно черная поверхность, эффективная лучевоспринимающая поверхность, плоская поверхность, заменяющая трубы. Обратите внимание на то, как эти величины определяются и как между собой связаны. При изучении расчета камеры конвекции обратите внимание на расчет коэффициента теплопередачи.
Вопросы для самоконтроля
1. Как классифицируют трубчатые печи?
2. Начертите принципиальную схему двухскатной печи с наклонным сводом и назовите ее составные части.
3. Что называется коэффициентом прямой отдачи. Напишите формулу для определения коэффициента прямой отдачи.
4. Какое значение имеет температура дымовых газов над перевалом?
5. Что называется тепловой напряженностью поверхности нагрева радиантных и конвекционных груб? В каких пределах они допускаются?
6. Что называется коэффициентом избытка воздуха? От чего он зависит? Значения его.
7. Написать уравнение для расчета действительного расхода воздуха, необходимого для сжигания 1 кг топлива.
8. Написать уравнение теплового баланса печи.
9. По какому уравнению определяется расход топлива в печи?
10. Что называется максимальной температурой горения?
Литература :[1], с. 156-182; [2], с. 88-144.