ГОУ ВПО Кубанский государственный технологический университетАрмавирский механико-технологический институт

Кафедра машин и оборудования нефтяных и газовых промыслов

Составитель Беловодский Ю.П.

Армавир 2011

Разделение теплопереноса на теплопроводность, Разделение теплопереноса на теплопроводность, конвекцию и излучение удобно для изучения этих конвекцию и излучение удобно для изучения этих процессов. В действительности очень часто процессов. В действительности очень часто встречается сложный теплообмен, при котором встречается сложный теплообмен, при котором теплота передается двумя или даже всеми тремя теплота передается двумя или даже всеми тремя способами одновременно.способами одновременно.

Наиболее распространенным случаем сложного Наиболее распространенным случаем сложного теплообмена является теплоотдача от поверхности к теплообмена является теплоотдача от поверхности к газу (или от газа к поверхности). При этом имеет газу (или от газа к поверхности). При этом имеет место конвективный теплообмен между место конвективный теплообмен между поверхностью и омывающим ее газом и, кроме того, поверхностью и омывающим ее газом и, кроме того, та же самая поверхность излучает и поглощает та же самая поверхность излучает и поглощает энергию.энергию.

ВведениеВведение

Процесс передачи Процесс передачи теплоты от одной теплоты от одной фазы к другой через фазы к другой через разделяющую разделяющую поверхность.поверхность.

1. Теплопередача через плоскую стенку1. Теплопередача через плоскую стенку

Основное Основное уравнение:уравнение:

cpQ k t F= ⋅∆ ⋅

1. Теплопередача через плоскую стенку1. Теплопередача через плоскую стенку

cpQ k t F= ⋅∆ ⋅

1 2

11 1

k δα λ α

=+ +

cpQ k t F= ⋅∆ ⋅

Вт/мВт/м22КК

Увеличение F

2. Интенсификация теплопередачи2. Интенсификация теплопередачи

1 2

11 1

k δα λ α

=+ +

cpQ k t F= ⋅∆ ⋅

Увеличение Δtcp

Увеличение k

Увеличение F

2. Интенсификация теплопередачи2. Интенсификация теплопередачи

1 2

11 1

k δα λ α

=+ +

cpQ k t F= ⋅∆ ⋅

2. Интенсификация теплопередачи2. Интенсификация теплопередачи

1 2

11 1

k δα λ α

=+ +

cpQ k t F= ⋅∆ ⋅Увеличение Δtcp

Как правило не применяется потому, что температуры обеих сред заданы условиями проведения технологического процесса.

Для увеличения k нужно:

Уменьшить δУвеличить α1 λ α2

2. Интенсификация теплопередачи2. Интенсификация теплопередачи

1 2

11 1

k δα λ α

=+ +

cpQ k t F= ⋅∆ ⋅Увеличение k

Для увеличения

α1 и α2

нужно:

Правильно организовать движение теплоносителей

2. Интенсификация теплопередачи2. Интенсификация теплопередачи

1 2

11 1

k δα λ α

=+ +

cpQ k t F= ⋅∆ ⋅

Заменить свободную конвекцию вынужденной

2. Интенсификация теплопередачи2. Интенсификация теплопередачи

ПротивотокПротивоток ПрямотокПрямоток

2. Интенсификация теплопередачи2. Интенсификация теплопередачи

Подавляющее количество предприятий Подавляющее количество предприятий нефтедобычи используют кожухотрубные нефтедобычи используют кожухотрубные теплообменные аппараты. Общий перечень теплообменные аппараты. Общий перечень наиболее распространенных сред наиболее распространенных сред следующий:следующий:• • нефть;нефть;• вода;• вода;• газ (попутный нефтяной).• газ (попутный нефтяной).Давление в теплообменных аппаратах в Давление в теплообменных аппаратах в нефтедобывающем секторе варьирует в нефтедобывающем секторе варьирует в пределах от 2 до 16 атм. Средний срок службы пределах от 2 до 16 атм. Средний срок службы теплообменников, по результатам опроса теплообменников, по результатам опроса предприятий нефтедобычи, составляет 7-8 предприятий нефтедобычи, составляет 7-8 лет. лет. Большая часть используемых теплообменных Большая часть используемых теплообменных аппаратов на предприятиях нефтедобычи аппаратов на предприятиях нефтедобычи представляет собой теплообменное представляет собой теплообменное оборудование с диаметром патрубков от 150 оборудование с диаметром патрубков от 150 мм до 300 мм.мм до 300 мм.

Применение теплообменников в НГППрименение теплообменников в НГП

Температурный режим технологических сред, Температурный режим технологических сред, участвующих в процессе теплообмена, в участвующих в процессе теплообмена, в нефтедобывающей отрасли – от 4 до 80 нефтедобывающей отрасли – от 4 до 80 градусов. Температурный режим очень сильно градусов. Температурный режим очень сильно зависит от свойств нефти на конкретном зависит от свойств нефти на конкретном месторождении. Входящая нефть из месторождении. Входящая нефть из месторождения имеет температуру от 4 до 15 месторождения имеет температуру от 4 до 15 градусов (есть различия для зимнего и летнего градусов (есть различия для зимнего и летнего периода). На выходе температура нефти – от 24 периода). На выходе температура нефти – от 24 до 80 градусов. В большинстве случаев, нефть до 80 градусов. В большинстве случаев, нефть нагревается до температуры 40-60 градусов. нагревается до температуры 40-60 градусов.

АНАЛИТИЧЕСКИЙ ПОРТАЛ ХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИhttp://www.newchemistry.ru

Применение теплообменников в НГППрименение теплообменников в НГП

Задание на самостоятельную работуЗадание на самостоятельную работу

Основная литература

Баскаков А.П., Берг Б.В., Витт O.K. и др. Теплотехника M.: Энергоиздат, 1991. Страницы 97 – 110

Дополнительная литература

Панкратов Г.П. Сборник задач по теплотехнике: Учеб. пособие для неэнергетич. спец. вузов.– 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 1986. – 248 с.

Сетевые ресурсы

http://www.teplota.org.ua/statti

http://teplotehniki.ru/

Видео-шпора по теплопередаче