53."Труба в трубе"

Теплообменники типа "труба в трубе" состоят из ряда последовательно соединенных элементов, образованных двумя соосными (концентрическими) трубами. Один из теплоносителей подают в трубы, а другой - в межтрубное пространство. Эти аппараты применяют при малых расходах рабочих сред и высоких давлениях.

"+": высокие коэффициенты теплопередачи вследствие большой скорости теплоносителей.

"-": повышенное гидравлическое сопротивление, громоздкость, высокая металлоемкость.

В химических реакторах часто используют охлаждающие или нагревающие "рубашки".

Для конденсации паров иногда применяют смесительные, насадочные или полочные конденсаторы.

Хоть и редко, в химической промышленности применяют регенераторы.

В них насадка или стенка поочередно контактируют с горячим или холодным газом. Их устанавливают по два.

Очень перспективным считается теплопровод (тепловая труба). Это закрытая с обоих концов металлическая труба, заполненная пористо-капиллярным материалом ("фитилем"). Фитилем может служить, например, стекловата. Фитиль пропитан жидким теплоносителем. В первой зоне (отвода тепла) теплоноситель в теплопроводе испаряется и проходит во вторую зону, в которой он конденсируется. Затем конденсат под действием капиллярных сил возвращается в первую зону.

54.Массообменные (диффузионные) процессы.

Cущность и применение массообмена.

Массообмен- перенос одного или нескольких комп-в бинарных или многокомпонетных смесей. Из одной фазы в другую. Через межфазную поверхность (поверхность контакта фаз).

Межфазная поверхность - поверхность капель, пузырьков, газовых и жидкостных струек, пленки.

Массообменные процессы используют для разделения однофазных гомогенные, жидких газовых и твердых смесей на индивидуальные компоненты или фракции. Исключение- сушка. Разделяют, как правило, системы жидкость-газ.

Основные массообменные процессы- сорбционные т.е абсорбент кристализуется, сушка, ректификация, мембранные процессы (ультра фильтрация, диализ, электородиализ)

Адсорбция- поглощение отдельных компонентов из жидких или газовых смесей избирательным твердым поглотителем, т.е. адсорбентом.

Мембранные процессы- процессы разделения жидких или газовых смесей пропусканием их через твердую пористую полупроницаемую перегородку, т.е. мембрану. Эти процессы основаны на разности размеров молекул вещества: мелкие молекулы проходят через мембрану, а крупные молекулы задерживаются.

Например, этими процессами очищают сточные воды, разделяют газовые смеси.

Массообменные процессы протекают в три стадии:

1. Диффузия распределяемого компонента из ядра потока первой фазы к межфазной поверхности.

2. Переход этого компонента через поверхность контакта фаз.

3. Диффузия распределяемого компонента от межфазной поверхности к ядру второй фазы.

Общая скорость массообменна определяется диффузионным потоком М- это количество распределяемого компонента, которое переходит за одну секунду через всю межфазную поверхность F из одной фазы в другую

[M]= [кмоль/с] или [кг/с]

Удельная скорость (интенсивность) массообменна определяется удельным диффузионным потоком m. Это диффузионный поток через 1 м^2 межфазной поверхности, т.е. поверхности массопередачи F.

m= M/F, кг/м^2 с