ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ТЕПЛООБМЕНА В ДИАБАТИЧЕСКИХ РЕКТИФИКАЦИОННЫХ КОЛОННАХ
УДК 66.015.23
Аннотация
Исследовался теплообмен в диабатической колонне при ректификации смеси этанол-вода, в которой осуществлялась частичная конденсация восходящих паров на поверхности теплообменных труб, установленных вертикально по высоте установки, а также испарение промежуточного конденсата на поверхности горизонтальных пластин.
На основании проведенного обзора диабатических колонн показано, что они позволяют снизить затраты на ведение процесса ректификации.
Рассмотрены теплообменные устройства, размещенные на тарелках ректификационных установок, и предложены пути по интенсификации теплообмена в них.
Установлено, что наиболее эффективный теплосъем в теплообменниках диабатических колонн достигается при использовании пленочного течения теплоносителя на теплопередающей поверхности.
Исследована теплоотдача в диабатической колонне при гравитационном стекании пленки по поверхности теплообменных труб, а также при организации восходящего и нисходящего прямоточного пленочного течения, как в случае нагревания, так и кипения теплоносителя.
Для интенсификации теплоотдачи в пленке теплоносителя на поверхности труб устанавливалась винтовая искусственная шероховатость, выполненная в виде проволочной спирали, плотно установленной на теплопередающей поверхности. Определены геометрические параметры винтовой шероховатости, такие как расстояние между витками спирали и высота проволоки, оказывающие наибольшее влияние на интенсивность теплообмена.
Представлены зависимости для определения величины коэффициента теплоотдачи и дана оценка величины удельного теплового потока в диабатической колонне.
Скачивания
Metrics
Литература
Agrawal R., Babi D.K., Blagov S., Caballero J.A., Gani R., Gmehling J., Grossmann I.E., Harwardt A., Jobson M., Kenig E.Y., Kleiber M., Kockmann N., Kooijman H.A., Marquardt W., Shah V.H., Skiborowski M., Sorensen E., Taylor R. List of Contributors. Academic Press, Boston, 2014, pp. xi–xii. DOI: 10.1016/B978-0-12-386547-2.01002-4.
Kiss A.A., Flores Landaeta S.J., Infante Ferreira C.A. Energy, 2012, vol. 47, pр. 531–542. DOI: 10.1016/j.energy.2012.09.038.
Ognisty T.P. Chemical Engineering Progress (United States), 1995, vol. 91, p. 2.
Kiss A.A. Advanced Distillation Technologies, 2013, pр. 37–65. DOI: 10.1002/9781118543702.ch2.
Le Goff P., Cachot Т., Rivero R. Chemical Engineering and Technology, 1996, vol. 19, pр. 478–485. DOI: 10.1002/ceat.270190603.
Sauar Е., Rivero R., Kjelstrup S., Lien K.M. Energy Conversion and Management, 1997, vol. 38, pр. 1777–1783. DOI: 10.1016/s0196-8904(96)00201-4.
Rivero R., Garcia M., Urquiza J. Energy, 2004, vol. 29, pр. 467–489. DOI: 10.1016/j.energy.2003.10.007.
Røsjorde А., Kjelstrup S. Chemical Engineering Science, 2005, vol. 60, pр. 1199–1210. DOI: 10.1016/j.ces.2004.09.059.
Schaller М., Hoffmann K.H., Siragusa G., Salamon P., Andresen B. Computers and Chemical Engineering, 2001, vol. 25, pр. 1537–1548. DOI: 10.1016/S0098-1354(01)00717-7.
Olujic Z., Fakhri F., De Rijke A., De Graauw J., Jansens P.J. Journal of Chemical Technology and Biotechnology, 2003, vol. 78, pр. 241–248. DOI: 10.1002/jctb.761.
Kiss A.A. Journal of Chemical Technology and Biotechnology, 2014, vol. 89, pр. 479–498.
Olujić Ž., Jödecke M., Shilkin A., Schuch G., Kaibel B. Chemical Engineering and Processing: Process Intensification, 2009, vol. 48, pр. 1089–1104.
Agrawal R., Fidkowski Z.T. Industrial and Engineering Chemistry Research, 1996, vol. 35, pр. 2801–2807.
Jimenez E.S., Salamom P., Rivero R., Rendon C., Hoffmann K.H., Schaller M., Andreeen B. Industrial and Engineering Chemistry Research, 2014, vol. 43, pр. 7566–7571.
Calzon-McConville C.J., Rosales-Zamora M.B., Hernández S., Segovia-Hernández J.G., Rico-Ramírez V. Industrial and Engineering Chemistry Research, 2006, vol. 45, pр. 724–732.
Fonyo Z. Int. Chem. Eng., 1974, vol. 14, pр. 18–27.
Rivero R. Energy, 2001, vol. 26, pр. 561–593.
De Koeijer G., Røsjorde A., Kjelstrup S. Energy, 2004, vol. 29, pр. 2425–2440.
De Koeijer G.M., Kjelstrup S., Salamon P., Siragusa G., Schaller M., Hoffmann K.H. Industrial and Engineering Chemistry Research, 2002, vol. 41, pр. 5826–5834.
Voinov N.A., Zemtsov D.A., Pan’kov V.A. Chemical and Petroleum Engineering, 2016, vol. 52, pр. 515–524.
Voinov N.A., Zemtsov D.A., Zhukova O.P. Theoretical Foundations of Chemical Engineering, 2017, vol. 51, pр. 191–199.
Kirschbaum E., Tröster E. Chemie Ingenieur Technik., 1960, vol. 32, pр. 395–400.
Blaß E. Chemie Ingenieur Technik., 1973, vol. 45, pр. 865–872.
Ito A., Asano K. Chemical Engineering Science, 1982, vol. 37, pр. 1007–1014.
Cave S.D., Mazzarotta B., Sebastiani E. The Canadian Journal of Chemical Engineering, 1987, vol. 65 (4), pр. 559–564. DOI: 10.1002/cjce.5450650405
Kh'yuitt Dzh., Kholl-Teylor N. Kol'tsevyye dvukhfaznyye techeniya. [Ring two-phase flows]. Moscow, 1974, 408 p. (in Russ.).
Voinov N.A., Zhukova O.P., Nikolaev A.N. Theoretical Foundations of Chemical Engineering, 2012, vol. 46, pр. 359–367. DOI: 10.1134/S0040579512030104.
Voynov N.A., Frolov A.S., Zhukova O.P. Teoreticheskiye osnovy khimicheskoy tekhnologii, 2019, vol. 53, no. 2, pp. 160–167. DOI: 10.1134/S0040357119010172. (in Russ.).
Voynov N.A., Zhukova O.P., Kozhukhova N.Yu., Bogatkova A.V., Deryagina N.V. Khvoynyye boreal'noy zony, 2018, vol. 36, no. 1, pp. 28–31. (in Russ.).
Copyright (c) 2020 Химия растительного сырья
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Авторы, которые публикуются в данном журнале, соглашаются со следующими условиями:
1. Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и передают журналу право первой публикации вместе с работой, одновременно лицензируя ее на условиях Creative Commons Attribution License, которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным указанием авторства данной работы и ссылкой на оригинальную публикацию в этом журнале.
2. Авторы сохраняют право заключать отдельные, дополнительные контрактные соглашения на неэксклюзивное распространение версии работы, опубликованной этим журналом (например, разместить ее в университетском хранилище или опубликовать ее в книге), со ссылкой на оригинальную публикацию в этом журнале.
3. Авторам разрешается размещать их работу в сети Интернет (например, в университетском хранилище или на их персональном веб-сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению, а также к большему количеству ссылок на данную опубликованную работу.
