Сосуд с паровой рубашкой

Теплообменные аппараты с рубашками (рисунок 5.11) используют в химической промышленности как обогреваемые (охлаждаемые) сосуды для проведения химических реакций. Как правило, они работают под избыточным давлением и в зависимости от характера технологиче­ского процесса носят название автоклавов, нитраторов, полимери­заторов, варочных аппаратов и др.

Для обеспечения более интенсивной теплоотдачи от стенки к содержимому аппарата внутри него располагают механическую мешалку. Иногда тех же целей достигают путем перемешивания содержимого аппарата с помощью барботажа паром или сжатым газом.

1-корпуса сосудов; 2-греющие рубашки; 3-кольца; 4-фланцы

Рисунок 5.11. Аппарат с греющей рубашкой (а)и способы ее присоединения (б-фланце­вое; в-сварное)

Корпус 1аппарата снабжен с наружной стороны рубашкой 2, в которую подают греющий агент или охлаждающий теплоноситель. К корпусу аппарата рубашку крепят (рисунок 5.11) с помощью сварки или болтами (шпильками). В случае, когда рубашка приварена, ее очистка и ремонт затруднены.

Поверхность теплообмена рубашек ограничена площадью сте­нок и днища аппарата. Давление теплоносителя в рубашке может составлять 0,6…1,0 МПа.

Удобство осуществления нагревания с помощью греющей ру­башки состоит в том, что имеется возможность полной очистки внутренних поверхностей аппарата, на которых часто образуются пригары, кристаллизуются продукт или примеси.

Недостаток греющей рубашки обусловлен главным образом тем, что при высоком давлении и большом диаметре аппарата толщина стенки рубашки становится значительной, т. е. допустимое рабочее давление греющего пара часто относительно невелико. Поэтому становится невозможным получение высоких значений температурного напора между стенкой и нагреваемой жидкостью в аппарате.

Расчет теплообменных аппаратов

Различают

– тепловой расчет, в основе которого лежит уравнение теплового баланса;

– поверочный расчет выясняет возможность применения данного теплового аппарата в технологическом процессе;

– проектный расчет, при котором проектируется новый теплообменный аппарат и определяются его геометрические размеры.

Рассмотрим более подробно тепловой и поверочный расчеты.

Тепловой расчет теплообменного аппарата

Обозначим – количество теплоты, отдаваемое горячим теплоносителем, кВт, – количество теплоты, принимаемое холодным теплоносителем, кВт.

Для идеального теплового процесса

. (5.17)

В реальных условиях имеются потери тепла в окружающую среду . Тогда уравнение теплового баланса имеет вид

. (5.18)

Отношение полезно затраченной теплоты (в данном случае ) к общему называется к.п.д. ( ) теплового процесса

. (5.19)

Обычно =95…98%. Тогда

. (5.20)

Обозначим

– массовый расход горячего теплоносителя, кг/с;

– температура на входе и выходе горячего теплоносителя;

– удельная теплоемкость горячего теплоносителя при его средней температуре , ;

– массовый расход холодного теплоносителя, кг/с;

– температура на входе и выходе холодного теплоносителя;

– удельная теплоемкость холодного теплоносителя при его средней температуре , .

Тогда для теплоносителей, не изменяющих агрегатное состояние можно записать

, кВт (5.21)

и , кВт (5.22)

С учетом уравнения (5.20) получим уравнение

, (5.23)

которое называется уравнением теплового баланса.

Если в качестве горячего теплоносителя используется насыщенный водяной пар, то

, (5.24)

где – удельная теплота конденсации водяного пара, ;

Тогда уравнение теплового баланса имеет вид

. (5.25)

Источник

    Корпус аппарата с наружной стороны снабжен греющей рубашкой, в которую подается теплоноситель. На фиг. 78 показаны способы присоединения греющей рубашки к корпусу сваркой или болтами (шпильками). Соединительный фланец нагревательной рубашки должен быть рассчитан на соответствующее давление теплоносителя с учетом руководящих указаний по расчету на прочность сосудов, работающих под давлением. Толщина кожуха и днища должны также определяться по формулам для расчета сосудов, работающих под давлением. [c.184]

    При изз чении теплоотдачи в сосудах с мешалками их делят на два типа сосуды со спиральными змеевиками и сосуды с наружными рубашками. [c.118]

    Реактор непрерывного действия для нитрования, или нитратор (рис. 202), имеет форму вертикального цилиндрического сосуда с наружной рубашкой 1 и внутренним змеевиком 2 для охлаждения. Пропеллерная мешалка 3 вращается с частотой 300, [c.236]

    Теплообменные аппараты с двойными стенками (с рубашкой) используются в качестве обогреваемых емкостей для проведения химических реакций (рис. 62.5.6). Давление теплоносителя, подаваемого в рубашку (греющий пар, горячая вода или какой-либо высокотемпературный теплоноситель), здесь ниже, чем в ТА с наружными змеевиками, и может составлять величину до 0,6-1,0 МПа, что в основном обусловлено потерей устойчивости корпуса аппарата, нагруженного наружным давлением, но и изготовление рубашки проще, чем наружных змеевиков. Поверхность теплопередачи здесь также может быть защищена, но ее величина не превышает 10 м для сосудов даже значительных диаметров и высот. [c.351]

    Выпуклые днища пр.именяют как в сосудах, подверженных внутреннему давлению, так и в сосудах, подверженных избыточному наружному давлению, например в вакуумных колоннах ц теплообменных аппаратах с паровыми рубашками (рис. 3-26). При наружном давлении опасна потеря днищем устойчивой формы, т. е. образование вмятин. Поэтому при изготовлении выпуклых днищ, предназначенных для работы с избыточным на- [c.105]

    Сосуды с наружными рубашками] [c.124]

    Многие химические аппараты выполняют с рубашками, т. е. с двойными стенками, охватывающими часть сосуда. Наружные стенки рубашки изготовляют из обычной углеродистой стали. Рубашка приваривается или непосредственно к стенке аппарата или к фланцу аппарата. [c.164]

    Рекомендуется отбирать сжиженный газ без подогрева с последующим испарением его в специальных испарителях, представляющих собой небольшие сосуды с рубашками для циркуляции теплой воды либо змеевики с наружным паровым обогревом. [c.390]

    Молочная цистерна (рис. 5) представляет собой герметически закрывающийся крышкой сосуд из нержавеющей стали. Сосуд имеет рубашку для циркуляции охлаждающей воды и покрыт наружной [c.207]

    Под корпусом аппарата понимается сосуд любой, в основном цилиндрической формы, в котором осуществляется перемешивание. Корпус аппарата, используемого для осуществления теплообменных процессов, обычно имеет теплообменные устройства – наружные в виде рубашки или встроенные в корпус в виде змеевиков. [c.16]

    Иногда жидкостными фильтрами пользуются потому, что кювете со светофильтрующим раствором легко придать нужную форму. В качестве примера на рис. 9.19 представлен сосуд для рассеивающего вещества с наружной рубашкой для жидкостного светофильтра. Светофильтрующая жидкость иногда одновременно служит для охлаждения источника света. [c.230]

    При проведении технических освидетельствований необходимо особо тщательно проверять места наиболее возможных разрушений (ввода теплоносителей, приварки штуцеров, днищ, сварные швы и др.). Аппараты с приварными рубашками, затрудняющими осмотр наружных стенок сосудов и своевременное выявление дефектов, следует заменять аппаратами со съемными рубашками. Характерной в этом случае является авария, происшедшая с хлорным буфером термокомпрессии. Буфер представляет собой пустотелую емкость с приварной рубашкой, в которую насосом подается горячая аода (50 °С) под избыточным давлением 0.3 МПа. В течение пяти лет эксплуатации происходило постепенное гидроабразивное разрушение наружной стенки аппарата, что [c.58]

    При расчете аппаратов на внутреннее давление при > О за расчетное давление для рубашки принимают / 2, а для сосуда р . Внешнее расчетное давление в зоне рубашки р2 или Ра – Р1- При Рг наружное давление за расчетное давление для сосуда принимают рг, а в зоне рубашки р + р1 - [c.186]

    Зарядка прибора. Цилиндр 8, служащий водяной рубашкой, заполняется дистиллированной водой, измерительная бюретка – запирающей жидкостью, после чего приступают к заполнению сосудов поглотительными растворами. Сосуды заполняют с помощью воронки. Залив приблизительно половину раствора, поворотом соответствующих кранов сообщают сосуд с бюреткой и опусканием напорной склянки засасывают раствор из приемной камеры сосуда в его внутреннюю часть. Затем заливают оставшуюся часть раствора и повторным засасыванием доводят уровень раствора до метки на капиллярном отводе. В наружной части сосуда раствор должен быть не менее чем на 40 мм выше дна сосуда. [c.215]

    Рубашки для наружного обогрева или охлаждения сосудов разрешается изготовлять как съемными, так и приварными. [c.149]

    Линейным размером в критерии Нуссельта Nu уравнения (V-38) является наружный диаметр трубы змеевика, т. е. определение этого критерия другое, нежели для случая теплоотдачи при использовании рубашки. Уравнение (V-38) будет справедливо для следующих значений инвариантов геометрического подобия dID – V3, bid = 1/5, hID = V3, BID = V12, 2 = 6, HID = 1, dJD = 0,035, DJD = 0,7, IJd = 1, HJD. = 1, для диапазона значений критерия Рейнольдса Re = 10 – -2 10 , а также для сосудов с отражательными перегородками и без перегородок. Точность этого уравнения можно оценить в пределах +27-14%. [c.250]

    Медный холодильник для жидкого азота надевают на верхнюю часть колонки и вставляют в стеклянную муфту. Внутренняя поверхность холодильника должна плотно прилегать к наружной поверхности колонки. Наружную поверхность холодильника изолируют стеклянной ватой, которой заполняют пространство между стенками холодильника и муфтой. Муфту укрепляют на колонке с помощью резиновой пробки. Остальную часть колонки также изолируют рубашкой из стеклянной трубки, укрепленной на резиновых пробках. При охлаждении колонки твердой углекислотой охладительный сосуд и вату вынимают, муфту изолируют снаружи стеклянной ватой, заматывают асбестовым шнуром и заполняют смесью углекислоты со спиртом или другим растворителем (ацетоном, гликолем). [c.109]

    При более высоком давлении греющего теплоносителя в сосудах нельзя применять наружную греющую рубащку из-за больщой толщины стенок сосуда и рубашки. Поэтому были созданы различные конструкции, при которых не требуется рубашки. [c.189]

    На Батумском и Красноводском НПЗ внедрен более экономичный, бесподдонный вариант розлива в бумажные мешки [215, 216]. Отличие его от общепринятого заключается в транспортировании горячего жидкого битума к бумажным мешкам, а не наоборот – мешков к разливочному устройству. При таком розливе используют бункер, представляющий собой открытый металлический ящик, разделенный внутри на 6- 8 секций – сосудов с конусообразными днищами, внутри которых находятся сливные патрубки, закрываемые клапанами. Пространство между секциями может заполняться теплоносителем (газойлем) для разогрева бункера перед началом работы. Сам бункер может быть снабжен наружной рубашкой для разогрева паром. Бункер устанавливают на вилы автопогрузчика, гидравлическую систему управления сливными клапанами бункера соединяют с гидравлической системой погрузчика. Бункер подают на погрузчике под сливное устройство и одновременно заполняют все секции бункера. Для равномерного заполнения секций в верхней их части проделаны отверстия, по которым битум перетекает из секции в секцию. Далее бункер транспортируют на площадку залива мешков, здесь непосредственно на пол в разборную обрешетку устанавливают 6-8 мешков (по числу секций в бункере). С помощью гидравлической системы бункер поднимают над мешками, клапаны открываются водителем также с помощью гидравлической системы, и битум сливается в мешки. После остывания битума обрешетку с группы мешков снимают, эту группу захватывают гидравлическим захватом другого погрузчика и транспортируют к месту погрузки в вагоны. [c.148]

    Реактор для нитрования (нитратор) имеет форму вертикального цилиндрического сосуда с наружной рубашкой и внутренним змеевиком охлаждения. Змеевик изготовляют из свинцовой трубки. Для обеспечения необходимого перемешивания реактор снабжают мешалкой типа многолонастного пропеллера. [c.322]

    Каммингс и Вест [13] изучали теплоотдачу в сосудах с рубашкой, в которых перемешивание проводили как однорядными, так и многорядными турбинными мешалками с шестью лопатками и углом наклона к оси вала 45°. Они использовали тот же сосуд, что и при исследовании перемешивания с обогревом змеевиками (рис. УП-4, в). Змеевики удаляли, а наружные рубашки использовали для обогрева. [c.124]

    Принципиальная схема автоматизированной установки для хими ческого никелирования деталей в проточном регенерируемом кислом растворе показана на рис 37 Раствор, нагретый до 88 поступает из ванны / в теплообменник 2, где охлаждается водой до 55 °С и затем перекачивается насосом 3 в смесительный бак 8 через фильтр 7 С помощью датчика 4 автоматического электронного рН-метра 5 и исполнительного механизма открывается кран корректировочного бачка 6 с раствором гидроксида натрия для доведения до заданного значения pH раствора В бак 8 из бачков 9, 10 и // прн помощи автомата программного корректирования 12 поступают определенные порции концентрированных растворов солей никеля, гипофосфита и буферной добавки. Температура раствора поддерживается автоматическим терморегулятором 3 с электронагревателями, которые подогревают масляную рубашку реактора. Датчиком является контактный ртутный термометр /4 Включение электронагревателей осуществляется магнитным пускателем через промежуточное реле Отфильтрованный и откорректированный раствор проходит через теплообменник /5, где подогревается до 88-90 °С, после чего поступает в ванну – фарфоровый котел с тубусами. Теплообменник 2 состоит из двух кон[ ентрически расположенных сосудов Наружный сосуд соединен с ванной и насосом, по внутреннему сосуду протекает водопроводная вода [c.98]

    Реактор непрерывного действия для нитрования, или нйт] атор (рис. 202), имеет форму вертикального цилиндрического сосуда с наружной рубашкой 1 и внутренним змеевиком 2 для охлажденил. Пропеллерная мешалка 3 вращается со скоростью 300 об/мин, интенсивно перемешивая реакционную эмульсию внутри аппарата. Контакт между фазами осуществляется во всем объеме аппарата, так как органическая фаза распределяется в объеме минеральной фазы в виде мелких клпель. В дне реактора имеется штуцер 4 бол>лпого динхиетра для быстрого опорожнения реактора, если реакция выходит из-под контроля и температура достигает критического значения. [c.246]

    В качестве примера для практического проведения фотохимического разложения можно рассмотреть аппаратуру из кварцевого стекла [И-13], приведенную на рис. 320, которую используют для получения радикалов при фотохимическом разложении кетонов. Источник света (в большинстве случаев ртутная лампа низкого или высокого давления) расположен по оси сосуда воздействие тепла на вещество устраняется благодаря внутренней рубашке холодильника, охлаждаемой проточной водой. Наружная рубашка, которая имеет зеркальную поверхность, служит реакционным пространством. Радикалы СНз, С2Н5, С3Н7 и т. д. (период полураспада которых составляет 2- 5-10 сек) вступают в реакцию с нагретым зеркалом из Те, Hg или Аз Если [c.546]

    Прокладка, кольцевой формы, толщиной приблизительно 5 мм для предотвращения соприкосновения испьггательного сосуда и рубашки. Прокладку устанавливают плотно на наружной поверхности испытательного сосуда и свободно по отношению к внутренней поверхности рубашки. Прокладку изготавливают из резины, ко- [c.281]

    При проведепии электролизов с целью определепия выходов Ti2(S04)s иа медном катоде применялись ячейки двух разновидностей (а и Ь), схемы которых приведены на рис. 2. Ячейка представляла цилиндрический сосуд 1 с наружной рубашкой 2, через которую пропускалась вода необходимой температуры для термостатирования ячейки. Внутрь ячейки вставлялся пористый керамиковый цилиндр 3, служихшшй анодным пространством. Катодом служил медный перфорированный цилиндр 4, а анодом свинцовый стержень 5. Электроды располагались коицентрично. Ячейка (Ь) снабжена змеевиком 6 для охлаждения электролита вблизи катода. [c.157]

    Конденсатор-холодильник 1 включает змеевик, наружную рубашку охлаждения и сепаратор с каплеотбойником. Внутренняя полость конденсатора-холодильника с одной стороны имеет патрубок для подсоединения с сосудом 4, с другой стороны – патрубок 14 и переходник 13 для слива дистиллята или бидистиллята и штуцер для соединения с атмосферой и выброса легколетучих компонентов, выделяющихся при перегонке, и выравнивания давления в испарительно-конденсационной системе. Уровни воды в испарительных сосудах и склянке для сбора бидистиллята (дистиллята) контролируются датчиками 3, состоящими из двух латунных электродов, установленных в пластмассовую втулку. Датчик уровня секции дистилляции, в случае падения давления в сосуде первой секции, отключает нагреватели в обоих сосудах. Датчик уровня секции бидистилляции, в случае падения уровня в сосуде второй секции отключает только вторую секцию. [c.206]

    О. Теплообменники типа рубашки. Теплообменники типа рубашки могут быть двух моднфикацн либо они крепятся к наружной поверхности резервуара для нагревания или охлаждения, либо образуют одно целое ео стенкой сосуда. Теплообменник первого типа может быть изготовлен в виде гофрированных папсле г илн полос, [c.309]

    Наружное давление явллется основной нагрузкой для тех еле-ментов конструкции сосудов давления, которые находятся под тепловой “рубашкой” или работают под вакуумом. Для аппаратов с “рубашкой” прочность должна бщь обеспечена даже в случае полного сброса внутреннего давления, т.е. [c.27]

    Обратный холодильник должен быть очень большой мощности, так как в противном случае будет теряться хлористый метил. Проверявшие синтез применяли холодильник типа холодильника Фридрихса, в котором размеры сосуда для охлаждающей смеси были спедующими длина – 30 см к наружный диаметр – 3 см. Наружный диаметр стеклянной рубашки, окружающей сосуд, был равен [c.420]

    Для создания хорошей теплоизоляции кислородные емкости, как стационарные, так и подвижные, изготавливаются с двойными стенками. Пространство между стенками или заполняют теплоизолирующими материалами, обладающими малой теплопроводностью или из него откачивают воздух и таки.м образом создают вакуумную теплоизолирующую рубашку. Вакуумная теплоизоляция дает паилучшие результаты по уменьшению потерь жидкого кислорода на испарение, но она применима лишь в сосудах малой емкости, так как сосуды испьитывают давление окружающего воздуха. В больших емкостях пространство между наружными и внутренними стенками заполняется термоизоляционным материалом. [c.34]

    Методика. В сосуд Дьюра наливают такое количество охлаждающего агента, чтобы его уровень в собранном приборе был таким же или выше, что и уровень образца во внутренней пробирке. Температуру охлаждающей смеси непосредственно перед ее использованием устанавливают на 6-8 °С ниже ожидаемой точки замерзания образца. Во внутренюю пробирку помещают около 25 мл образца и устанавливают в рабочее положение мешалку и термометр. Затем образец предварительно охлаждают до температуры примерно на 5 °С выше ожидаемой точки замерзания, погружая внутреннюю пробирку в отдельную баню с охлаждающим агентом и производя ручное перемешивание образца. Затем пробирку вынимают из охлаждающей бани, быстро высушивают наружную сторону пробирки и вставляют ее коаксиально в воздушную рубашку, которая уже находится в первой охлаждающей бане. Смесь осторожно непрерывно перемешивают и каждые 30 с регистрируют показания термометра с точностью 0,01 °С. Когда температура достигнет ожидаемой точки замерзания, вносят как можно быстрее затравочный кристалл и продолжают регистрацию температуры. (Внесение затравки удобно проводить так не разбирая прибора, максимально поднять мешалку и ссыпать кристалл с тонкой стеклянной палочки как можно ниже на стержень мешалки затем продолжить перемешивание). Точка замерзания соответствует первой серии из четырех последовательных измерений, фиксирующих одну и ту же температуру. Если произошло переохлаждение, то постоянная температура должна наблюдаться после увеличения температуры, которое не должно превышать 1 °С. Если повышение температуры составляет больше, чем 1 °С, определение следует повторить с новым образцом. [c.582]

Источник