Главная > Разное > Газожидкостные реакторы
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

Теплообмен при неравномерном исходном орошении.

Закономерности, рассмотренные на стр. 149—153, касались только, случая идеально равномерного распределения жидкости по поверхности труб. В реальных аппаратах, как уже отмечалось, в п. 24, всегда имеет место неравномерное распределение жидкости по периметру трубы.

Связь интенсивности процесса теплообмена с качеством распределения жидкости по поверхности трубчатой насадки рассмотрим на частном примере — при теплообмене неравномерно, распределенной жидкостной пленки, стекающей по поверхности вертикальной трубы, при условии, что температура стенки Для описания закономерностей теплопереноса

воспользуемся уравнением конвективного теплообмена, которое при турбулентном и волновом режимах течения пленки после проведения сглаживания и интегрирования каждого из слагаемых по у от до учетом допущений и рассуждений, приведенных на стр. 137—139) примет вид

— коэффициент эффективной теплопроводности в направлении оси

При выводе (VI 1.69) предполагалось существование подобия полей скоростей и температур в пленке (это верно при а при верно лишь для той части пленки по толщине, которая находится за пределами пристенного слоя), а также пропорциональности локальной скорости, т. е. Введем безразмерные переменные:

начальная температура жидкости; высота трубы; радиус трубы; средняя по толщине пленки температура жидкости.

Тогда уравнение (VI 1.69) примет вид

Здесь - средняя по периметру трубы плотность орошения.

Характер изменения плотности орошения по высоте вертикальных труб подчиняется уравнению (VI 1.34), в котором содержится величина . В соответствии с (VII. 16) и (VI 1.24) где при волновом режиме стекания пленки и при турбулентном. С учетом этого можно найти, что

Краевые условия в рассматриваемой задаче имеют вид:

Уравнение (VII.70) совместно с (VII.34), (VII.71) и (VI 1.72) рает полное математическое описание поставленной задачи.

В качестве критерия, характеризующего влиядае неравномерности орошения на эффективность теплообмена, введем отношение длин труб аппарата при неравномерном и равномерном орошении при условии, что (при прочих равных условиях) жидкость нагревается до одинаковой температуры.

В условиях равномерного распределения плотности орошения по периметру трубы т. е. . В этом случае уравнение (VI 1.70) существенно упрощается:

При начальном условии в оно имеет решение

Численное интегрирование с учетом и дает возможность определить при известных значениях и профиль температур зная который нетрудно найти осредненную по периметру трубы температуру неравномерно распределенной пленки при

Рис. 86. Зависимость относительной длины труб пленочного аппарата от при следующих значениях

Уравнение (VI 1.73) позволяет вычислить сравнение которого с заданным и дает искомое отношение

Решение задачи для случая, когда в приведено на рис. 86.

Расчеты показали, что компенсирующее недогрев жидкости из-за неравномерности орошения удлинение труб пропорционально

Следует отметить, что в аппаратах, работающих при условии неравномерность орошения наиболее сильно влияет на глубину протекания теплового процесса.

Без расчетов очевидно, что в случае т. е. когда, тепловой поток на стенке постоянен (например, при электрообогреве трубы), неравномерность орошения вовсе не окажет влияния на нагрев жидкости.

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление