ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Определение значений показателей степени и коэффициента уравнения теплоотдачи из "Перемешивание в химической промышленности" Уравнение (HI, 1) является экспоненциальным соотношением между тремя переменными, для которых на логарифмическом графике связь между функцией и любым из двух аргументов изображается прямой. При соответствующем выборе переменных можно на основании экспериментальных данных установить по наклону прямой значение соответствующего показателя степени. Следовательно, метод обработки опытных данных в этом случае таков же, как и при определении мощности, потребляемой мешалкой. [c.168] Расчетные уравнения для пропеллерных мешалок. По теплоотдаче в аппаратах с пропеллерными мешалками очень мало данных. [c.170] Эта работа яви.чась первой проверкой справедливости общего уравнения теплоотдачи в системах с перемешиванием. Применимость приведенного уравнения (III, 2) весьма ограничена, а условия получения зависимости слишком специальны и трудно воспроизводимы. [c.170] Скотт и Тайн [191 исследовали теплоотдачу в аппаратах с тихоходными пропеллерными мешалками и водяной рубашкой для охлаждения. Опыты были проведены в чугунных нитра-торах периодического действия объемом 2,85ж и диаметром 1,5 м, имеюш,их выпуклое дно. Винт диаметром 0,6 м, с шаговым отношением, равным единице, делал 2 об1сек и подавал жидкость к дну сосуда. [c.171] Перемешивание производили простой двухлопастной мешалкой диаметром 180 мм, у которой отношение ширины лопасти к диаметру ( / и)=0,166 числа оборотов изменяли в пределах л=1-г5 об/сек] мешалку всегда размещали на расстоянии от дна, равном /4 диаметра мешалки. [c.172] Сосуд диаметром 300 мм был снабжен рубашкой диаметром 350 мм с поверхностью теплообмена 0,323 м . Змеевик диаметром 240 мм, изготовленный из 7,7 витков трубки диаметром 12,5 мм, имел поверхность 0,225 м . Максимальная рабочая температура была 428° К. Исследовались разные жидкости. Равновесные условия достигались нагреванием жидкости змеевиком и охлаждением ее рубашкой, или наоборот. Кроме опытов в равновесных условиях, было сделано несколько опытов только при нагревании или при охлаждении, т. е. в условиях, близких к производственным. Работа Чилтона полностью подтверждает справедливость расчетных уравнений, приведенных ниже,также и для этих условий. [c.172] Расчетные уравнения, выведенные Чилтоном, позднее были подтверждены другими исследователями [30, 81]. [c.172] В опытах Каммингса и Веста [30] условия эксперимента были несколько иными. Применялась турбинная мешалка с шестью лопатками диаметром 300 лш в сосуде диаметром 750 льи. Змеевик состоял из трех секций, по три витка каждая. Диаметр рубашки для нагревания 800 мм. Поверхность теплообмена рубашки, равная поверхности теплообмена змеевика, составляла 1,52. и . Мешалка была помещена от дна на расстоянии, равном диаметру мешалки. Числа оборотов мешалки изменялись в пределах 1,8—4,0 об/сек, максимальная температура достигала 423° К. [c.172] Уравнения с увеличенными значениями коэффициентов с большой точностью применимы к расчетам теплоотдачи при перемешивании турбинными мешалками в сосудах без перегородок. [c.173] Турбинная мешалка в сосуде с трубчатыми перегородками для передачи тепла. При сопоставлении опытных данных, найденных Раштоном [136], с рассмотренными выше результатами, найденными для лопастных мешалок, обнаруживается заметное различие. [c.175] Расхождение результатов, полученных в аппаратах с перегородками для передачи тепла и в аппаратах со змеевиками или рубашками, зависит от различия условий течения жидкости ii этих системах. При перемешивании мешалками, создающими преимущественно тангенциальный поток, какими являются лопастные и листовые, трубки змеевика омываются жидкостью, движущейся в основном горизонтально. В зависимости от направления вращения мешалки направление потока жидкости может быть параллельным потоку в трубках или противоположным ему. Если же в сосуде установлены вертикальные перегородки, то течение потока жидкости в аппарате будет перпендикулярным к направлению течения теплоносителя в трубках, составляющих перегородки как при тангенциальном, так и при радиальном потоке жидкости в сосуде. Кроме того, перегородки вызывают местные вихри и характер потока вблизи перегородок точно описать нельзя. Условия гидродинамического подобия, которые определяют справедливость приведенных уравнений, в данном случае не могут быть соблюдены. Для этого вида движения потока нужно выводить новые расчетные уравнения. Обширную работу в этом направлении провели Данлоп и Раштон [35]. Экспериментальное оборудование, которым они пользовались, изображено на рис. 65. [c.175] Значение показателя степени т можно определить, пользуясь графиком, изображенным на рис. 68. [c.176] Пользуясь приведенными данными, можно сделать выводы о влиянии некоторых других переменных на теплоотдачу при перемешивании. [c.176] Таким образом, более экономична теплоотдача через рубашку. [c.176] Все приведенные выше уравнения для расчета коэффициента теплоотдачи относятся только к перемешиванию без образования воронки. Если при числе оборотов, необходимом для получения турбулентности, на поверхности перемешиваемой жидкости образуется воронка, нужно устанавливать соответствующее количество перегородок, даже если используется сосуд со змеевиком. [c.177] Влияние перегородок на теплоотдачу в сосуде с мешалкой. Для турбинных мешалок было определено также влияние на теплоотдачу перегородок, установленных в аппарате. [c.177] 5 об сек диапазон чисел Ксц был от 30 до 3-10 . Количество перегородок в опытах изменяли от одной до четырех. [c.178] Интересно, в частности, сравнение эмалированной и чугунной аппаратуры. Коэффициент уравнения (III, 12) для э.малированной стенки имеет большее значение (0,37), нежели для чугунной, что объясняется уменьшением шероховатости стенок эмалированного оборудования, приводящим к снижению насосного эффекта. Уравнение (П1, 12) не содержит симплексов геометрического подобия, а так как размеры опытной установки не приведены, то для расчетов это уравнение использовать нельзя. [c.178] Вернуться к основной статье