Интернет-система проведения функционально-физического анализа технических систем

   |  [Регистрация]
  [Кожухотрубчатый теплообменник с U-образными трубами и двойной трубной решеткой]  |  [чтение]  |  [2014-10-17 10:32:04]

Отчет по выбранной ТС

Кожухотрубчатый теплообменник с U-образными трубами и двойной трубной решеткой

(Теплообменник с U-образными трубами)

Содержание:

  1. Общее описание
    1. Название, краткое описание, метод
    2. Принципиальная схема
    3. Спецификация
    4. Описание принципа действия
    5. Анимация
  2. Функции
    1. Главная функция
    2. Основные функции
    3. Вспомогательные функции
    4. Вредные функции
    5. Нейтральные функции
  3. Основные характеристики
    1. Внешние характеристики
    2. Внутренние характеристики
    3. Экономические характеристики
    4. Эргономические характеристики
    5. Экологические характеристики
    6. Таблица связей между характеристиками
    7. Формулировка связей между характеристиками
  4. Критерии прогрессивного развития (КПР)
    1. Список КПР
  5. Противоречия
    1. Таблица выявления технических противоречий
    2. Формулировка технических противоречий
    3. Таблица выявления физических противоречий
    4. Формулировка физических противоречий
  6. Физические эффекты
    1. Список физических эффектов
    2. Таблица связей между функциями и ФЭ
  7. Следствия из закона стадийного развития
    1. Таблица стадий развития функций ТС
    2. Описание стадии главной функции
    3. Описание стадий основных функций
    4. Описание стадий вспомогательных функций
  8. Соответствия между функциями и структурой ТС
    1. Таблица связей между функциями и элементами ТС
  9. Частные закономерности развития
    1. Таблица частных закономерностей развития ТС
  10. Следствия из закона прогрессивного развития
    1. Параметрический уровень
    2. Конструкторско-технологический уровень
    3. Уровень принципов действия
    4. Уровень функциональной структуры
    5. Уровень потребительских свойств
    6. Уровень функций
  11. Предшественники
    1. Предшественник 1
    2. Предшественник 2
    3. Предшественник 3
  12. Ресурсы
    1. Вещественные ресурсы
    2. Полевые ресурсы
    3. Энергетические ресурсы
    4. Информационные ресурсы
    5. Пространственные ресурсы
    6. Временные ресурсы
    7. Функциональные ресурсы
    8. Системные ресурсы
  13. Аналоги
    1. Функциональные аналогии
    2. Структурные аналогии
    3. Субстратные аналогии
    4. Аналогии внешней формы
    5. Аналогии отношений [между элементами ТС]
  14. Заключение


Общее описание


Название, краткое описание, метод


Кожухотрубчатый теплообменник с U-образными трубами и двойной трубной решеткой


Теплообменник с U-образными трубами

Предназначен для передачи тепла от одного теплоносителя к другому


Кожухотрубчатый теплообменный аппарат жесткого типа


передача тепла от более нагретого теплоносителя к менее нагретому через поверхность раздела между ними ( стенка) с помощью вынужденной конвекции и теплопроводности, возникающей в поверхности раздела

разности давлений, создаваемой надсистемой происходит непрерывное движение потоков внутри аппарата


[назад]


Принципиальная схема

демонстрационная схема


загрузить...


  • ЭС1 - 1-распределительная камера
  • ЭС2 - 2-трубная решетка
  • ЭС3 - 3-кожух
  • ЭС4 - 4-теплообменная труба
  • ЭС5 - 5-поперечная перегородка
  • ЭС6 - 6-крышка кожуха
  • ЭС7 - 7-опора
  • ЭС8 - 8-катковая опора трубчатого пучка

  • Для потока I проводящее пространство создается с помощью штуцера входа потока в трубное пространство, распределительной камеры 1, трубного пучка 4 и штуцера выхода потока из трубного пространства. Для потока II проводящее пространство создается с помощью штуцера входа потока в межтрубное пространство, кожуха 3, поперечных перегородок 5 и штуцера выхода потока из межтрубного пространства.

    [назад]


    Анимация

    не загружена

    [назад]



    Функции


    Главная функция

    передавать тепло потоки от более нагретого потока к менее нагретому

    [назад]


    Основные функции

    проводить потоки [ЭС1, ЭС2, ЭС3, ЭС4, ЭС5]

    создать поверхность теплообмена потоки между потоками [ЭС2, ЭС4, ЭС5]

    использовать потоки разные температуры [ЭС2, ЭС4, ЭС5, ЭС6]

    повысить теплоотдачу потоки в теплообменнике [ЭС2, ЭС4, ЭС5]

    [назад]


    Вспомогательные функции

    создать перепад давление [ЭС1, ЭС6]

    создать проводящее пространство для потоков потоки в теплообменнике [ЭС1]

  • ОФ1
  • ОФ2
  • проводить тепло бесперебойно [ЭС2, ЭС4]

  • ОФ2
  • создать поперечные перегородки в теплообменнике [ЭС2, ЭС3, ЭС4, ЭС8]

  • ОФ4
  • изменять скорость потоков в теплообменнике [ЭС2, ЭС3, ЭС5]

  • ОФ3
  • ОФ4
  • [назад]


    Вредные функции

    загрязнять поверхность теплообмена потоки бесперебойно [ЭС2, ЭС4, ЭС5]

    корродировать конструкцию в теплообменнике [ЭС2, ЭС4, ЭС5, ЭС8]

    Уменьшение напора потоки бесперебойно [ЭС2, ЭС4, ЭС5]

    эродировать конструкцию в теплообменнике [ЭС2, ЭС4, ЭС5, ЭС8]

    усложнять конструкцию теплообменника в корпусе установки [ЭС1, ЭС2, ЭС3, ЭС6, ЭС7, ЭС8]

    [назад]


    Нейтральные функции

    изменять фазовое состояние сырья в процессе теплообмена [ЭС2, ЭС4]

    [назад]



    Основные характеристики


    Внешние характеристики

    разность температур потоков ( на входе) [10 - 0]

  • ГФ
  • разность температур потоков ( на выходе) [0 - 0]

  • ГФ
  • КПД [нет]

  • ГФ
  • [назад]


    Внутренние характеристики

    толщина стенки трубы

  • ОФ2
  • ВФ3
  • потери напора в теплообменнике

  • ОФ1
  • ВрФ1
  • ВрФ2
  • ВрФ3
  • ВрФ4
  • износ деталей теплообменника

  • ОФ1
  • ВрФ1
  • ВрФ2
  • ВрФ3
  • ВрФ4
  • площадь поверхности теплообмена [10 - 1246]

  • ОФ2
  • объемный расход потоков

  • ВФ5
  • [назад]


    Экономические характеристики

    не выявлены

    [назад]


    Эргономические характеристики

    не выявлены

    [назад]


    Экологические характеристики

    загрязнение окружающей среды

  • ВрФ2
  • [назад]


    Таблица связей между характеристиками

    "x" - нет зависимости
    "+" - прямая зависимость
    "-" - обратная зависимость
    "?" - зависимость не выявлена

    Параметрыразность температур потоков ( на входе)разность температур потоков ( на выходе)КПДтолщина стенки трубыпотери напора в теплообменникеизнос деталей теплообменникаплощадь поверхности теплообменаобъемный расход потоковзагрязнение окружающей среды
    разность температур потоков ( на входе)X+???+???
    разность температур потоков ( на выходе)?X???+???
    КПД?-X??????
    толщина стенки трубы?+?X?-???
    потери напора в теплообменнике?+??X?+-+
    износ деталей теплообменника?-??+X??+
    площадь поверхности теплообмена?-??+?X??
    объемный расход потоков?-???+?X?
    загрязнение окружающей среды????????X
    разность температур потоков ( на входе)разность температур потоков ( на выходе)КПДтолщина стенки трубыпотери напора в теплообменникеизнос деталей теплообменникаплощадь поверхности теплообменаобъемный расход потоковзагрязнение окружающей среды


  • при увеличении параметра разность температур потоков ( на входе) параметр разность температур потоков ( на выходе) увеличивается
  • при увеличении параметра разность температур потоков ( на входе) параметр износ деталей теплообменника увеличивается
  • при увеличении параметра разность температур потоков ( на выходе) параметр износ деталей теплообменника увеличивается
  • при увеличении параметра КПД параметр разность температур потоков ( на выходе) уменьшается
  • при увеличении параметра толщина стенки трубы параметр разность температур потоков ( на выходе) увеличивается
  • при увеличении параметра толщина стенки трубы параметр износ деталей теплообменника уменьшается
  • при увеличении параметра потери напора в теплообменнике параметр разность температур потоков ( на выходе) увеличивается
  • при увеличении параметра потери напора в теплообменнике параметр площадь поверхности теплообмена увеличивается
  • при увеличении параметра потери напора в теплообменнике параметр объемный расход потоков уменьшается
  • при увеличении параметра потери напора в теплообменнике параметр загрязнение окружающей среды увеличивается
  • при увеличении параметра износ деталей теплообменника параметр разность температур потоков ( на выходе) уменьшается
  • при увеличении параметра износ деталей теплообменника параметр потери напора в теплообменнике увеличивается
  • при увеличении параметра износ деталей теплообменника параметр загрязнение окружающей среды увеличивается
  • при увеличении параметра площадь поверхности теплообмена параметр разность температур потоков ( на выходе) уменьшается
  • при увеличении параметра площадь поверхности теплообмена параметр потери напора в теплообменнике увеличивается
  • при увеличении параметра объемный расход потоков параметр разность температур потоков ( на выходе) уменьшается
  • при увеличении параметра объемный расход потоков параметр износ деталей теплообменника увеличивается
  • [назад]



    Критерии прогрессивного развития (КПР)



    параметр разность температур потоков ( на входе) необходимо увеличить

    параметр разность температур потоков ( на выходе) необходимо уменьшить

    параметр КПД необходимо увеличить

    параметр толщина стенки трубы необходимо уменьшить

    параметр потери напора в теплообменнике необходимо уменьшить

    параметр износ деталей теплообменника необходимо уменьшить

    параметр площадь поверхности теплообмена необходимо увеличить

    параметр объемный расход потоков необходимо увеличить

    параметр загрязнение окружающей среды необходимо уменьшить

    [назад]



    Противоречия


    Таблица выявления технических противоречий

    КПР"разность температур потоков ( на входе) увеличить"разность температур потоков ( на выходе) уменьшить"КПД увеличить"толщина стенки трубы уменьшить"потери напора в теплообменнике уменьшить"износ деталей теплообменника уменьшить"площадь поверхности теплообмена увеличить"загрязнение окружающей среды уменьшить"объемный расход потоков увеличить
    "разность температур потоков ( на входе)" увеличитьXТП   ТП   
    "разность температур потоков ( на выходе)" уменьшить X       
    "КПД" увеличить  X      
    "толщина стенки трубы" уменьшить   X ТП   
    "потери напора в теплообменнике" уменьшить    X ТП  
    "износ деталей теплообменника" уменьшить ТП   X   
    "площадь поверхности теплообмена" увеличить    ТП X  
    "загрязнение окружающей среды" уменьшить       X 
    "объемный расход потоков" увеличить     ТП  X
    "разность температур потоков ( на входе)" увеличить"разность температур потоков ( на выходе)" уменьшить"КПД" увеличить"толщина стенки трубы" уменьшить"потери напора в теплообменнике" уменьшить"износ деталей теплообменника" уменьшить"площадь поверхности теплообмена" увеличить"загрязнение окружающей среды" уменьшить"объемный расход потоков" увеличить

    [назад]


    Формулировка технических противоречий


    при выполнении функций ГФ при увеличении параметра "разность температур потоков ( на входе)" происходит увеличение параметра "разность температур потоков ( на выходе)"


    при выполнении функций ГФ и ОФ1 и ВрФ1 при увеличении параметра "разность температур потоков ( на входе)" происходит увеличение параметра "износ деталей теплообменника"


    при выполнении функций ОФ2 и ВФ3 и ВрФ1 при уменьшении параметра "толщина стенки трубы" происходит увеличение параметра "износ деталей теплообменника"


    при выполнении функций ОФ1 и ВрФ1 при уменьшении параметра "потери напора в теплообменнике" происходит уменьшение параметра "площадь поверхности теплообмена"


    при выполнении функций ГФ и ОФ1 и ВрФ1 при уменьшении параметра "износ деталей теплообменника" происходит увеличение параметра "разность температур потоков ( на выходе)"


    при выполнении функций ОФ1 и ВрФ1 при увеличении параметра "площадь поверхности теплообмена" происходит увеличение параметра "потери напора в теплообменнике"


    при выполнении функций ОФ1 и ВФ5 и ВрФ1 при увеличении параметра "объемный расход потоков" происходит увеличение параметра "износ деталей теплообменника"

    [назад]


    Таблица выявления физических противоречий

    КПР"разность температур потоков ( на входе) увеличить"разность температур потоков ( на выходе) уменьшить"КПД увеличить"толщина стенки трубы уменьшить"потери напора в теплообменнике уменьшить"износ деталей теплообменника уменьшить"площадь поверхности теплообмена увеличить"загрязнение окружающей среды уменьшить"объемный расход потоков увеличить
    "разность температур потоков ( на входе)" увеличитьX(+ -> -)(? -> ?)(? -> ?)(? -> ?)(+ -> -)(? -> ?)(? -> ?)(? -> ?)
    "разность температур потоков ( на выходе)" уменьшить(? -> ?)X(? -> ?)(? -> ?)(? -> ?)(+ -> -)(? -> ?)(? -> ?)(? -> ?)
    "КПД" увеличить(? -> ?)(- -> +)X(? -> ?)(? -> ?)(? -> ?)(? -> ?)(? -> ?)(? -> ?)
    "толщина стенки трубы" уменьшить(? -> ?)ФП
    (+ -> -)
    (? -> ?)X(? -> ?)ФП
    (- -> +)
    (? -> ?)(? -> ?)(? -> ?)
    "потери напора в теплообменнике" уменьшить(? -> ?)ФП
    (+ -> -)
    (? -> ?)(? -> ?)X(? -> ?)ФП
    (+ -> +)
    ФП
    (+ -> -)
    ФП
    (- -> -)
    "износ деталей теплообменника" уменьшить(? -> ?)ФП
    (- -> +)
    (? -> ?)(? -> ?)ФП
    (+ -> -)
    X(? -> ?)ФП
    (+ -> -)
    (? -> ?)
    "площадь поверхности теплообмена" увеличить(? -> ?)ФП
    (- -> +)
    (? -> ?)(? -> ?)ФП
    (+ -> -)
    (? -> ?)X(? -> ?)(? -> ?)
    "загрязнение окружающей среды" уменьшить(? -> ?)(? -> ?)(? -> ?)(? -> ?)(? -> ?)(? -> ?)(? -> ?)X(? -> ?)
    "объемный расход потоков" увеличить(? -> ?)ФП
    (- -> +)
    (? -> ?)(? -> ?)(? -> ?)ФП
    (+ -> -)
    (? -> ?)(? -> ?)X
    "разность температур потоков ( на входе)" увеличить"разность температур потоков ( на выходе)" уменьшить"КПД" увеличить"толщина стенки трубы" уменьшить"потери напора в теплообменнике" уменьшить"износ деталей теплообменника" уменьшить"площадь поверхности теплообмена" увеличить"загрязнение окружающей среды" уменьшить"объемный расход потоков" увеличить

    [назад]


    Формулировка физических противоречий


    Для уменьшения параметра "разность температур потоков ( на выходе)" , параметр "толщина стенки трубы" должен быть меньше , a для уменьшения параметра "износ деталей теплообменника" , параметр "толщина стенки трубы" должен быть больше (ГФ и ОФ2 и ВФ3 и ВрФ1 )


    Для уменьшения параметра "разность температур потоков ( на выходе)" и уменьшения параметра "загрязнение окружающей среды" и увеличения параметра "объемный расход потоков" , параметр "потери напора в теплообменнике" должен быть меньше , a для увеличения параметра "площадь поверхности теплообмена" , параметр "потери напора в теплообменнике" должен быть больше (ГФ и ОФ1 и ВФ5 и ВрФ1 )


    Для уменьшения параметра "потери напора в теплообменнике" и уменьшения параметра "загрязнение окружающей среды" , параметр "износ деталей теплообменника" должен быть меньше , a для уменьшения параметра "разность температур потоков ( на выходе)" , параметр "износ деталей теплообменника" должен быть больше (ГФ и ОФ1 и ВрФ1 )


    Для уменьшения параметра "разность температур потоков ( на выходе)" , параметр "площадь поверхности теплообмена" должен быть больше , a для уменьшения параметра "потери напора в теплообменнике" , параметр "площадь поверхности теплообмена" должен быть меньше (ГФ и ОФ1 и ВрФ1 )


    Для уменьшения параметра "разность температур потоков ( на выходе)" , параметр "объемный расход потоков" должен быть больше , a для уменьшения параметра "износ деталей теплообменника" , параметр "объемный расход потоков" должен быть меньше (ГФ и ОФ1 и ВФ5 и ВрФ1 )

    [назад]



    Физические эффекты


    Список физических эффектов

    турбулентное течение жидкости или газа

    конвекция жидкости и газа

    теплопроводность твердых тел, жидкостей и газов

    Движение потока за счёт разности давлений

    Силовое действие и противодействие

    плотность

    вязкость

    сила тяжести

    напор потоков, поступающих в теплообменник

    изоляционный эффект

    [назад]


    Таблица связей между функциями и ФЭ

    Условные обозначения:

  • V - данный ФЭ имеет место при реализации данной функции
  • X - за счет данного ФЭ реализуется эта функция
  • N - данный ФЭ не участвует при реализации данной функции
  • Функции / ФЭДвижение потока за счёт разности давленийсила тяжестиСиловое действие и противодействиетеплопроводность твердых тел, жидкостей и газовнапор потоков, поступающих в теплообменниктурбулентное течение жидкости или газавязкостьизоляционный эффектплотностьконвекция жидкости и газа
    ОФ1: проводить потоки XVX X  VV 
    ОФ2: создать поверхность теплообмена потоки между потоками  X       
    ОФ3: использовать потоки разные температуры   V X V V
    ОФ4: повысить теплоотдачу потоки в теплообменникеV  XX   V 
    ВФ1: создать перепад давление   X  V    
    ВФ2: создать проводящее пространство для потоков потоки в теплообменнике  X       
    ВФ3: проводить тепло бесперебойно   X      
    ВФ4: создать поперечные перегородки в теплообменнике  X       
    ВФ5: изменять скорость потоков в теплообменникеXVV XXX V 
    ВрФ1: загрязнять поверхность теплообмена потоки бесперебойноXXX     V 
    ВрФ2: корродировать конструкцию в теплообменникеXXX X     
    ВрФ3: Уменьшение напора потоки бесперебойно XX     V 
    ВрФ4: эродировать конструкцию в теплообменникеXXX X     
    ВрФ5: усложнять конструкцию теплообменника в корпусе установки VX       
    НФ1: изменять фазовое состояние сырья в процессе теплообменаX  XX X V 

    [назад]



    Следствия из закона стадийного развития


    Таблица стадий развития функций ТС

    Функции / Стадиитехнологическаяэнергетическаяуправленияпланирования
    ГФ: передавать тепло потоки от более нагретого потока к менее нагретому    
    ОФ1: проводить потоки     
    ОФ2: создать поверхность теплообмена потоки между потоками    
    ОФ3: использовать потоки разные температуры    
    ОФ4: повысить теплоотдачу потоки в теплообменнике    
    ВФ1: создать перепад давление     
    ВФ2: создать проводящее пространство для потоков потоки в теплообменнике    
    ВФ3: проводить тепло бесперебойно    
    ВФ4: создать поперечные перегородки в теплообменнике    
    ВФ5: изменять скорость потоков в теплообменнике    

    [назад]


    Описание стадии главной функции

    передавать тепло потоки от более нагретого потока к менее нагретому

    энергетическая


    планирования

    [назад]


    Описание стадий основных функций

    проводить потоки
    энергетическая

    планирования

    создать поверхность теплообмена потоки между потоками
    технологическая

    энергетическую

    использовать потоки разные температуры
    технологическая

    энергетическую

    повысить теплоотдачу потоки в теплообменнике
    управления

    планирования

    [назад]


    Описание стадий вспомогательных функций

    создать перепад давление
    управления

    планирования

    создать проводящее пространство для потоков потоки в теплообменнике
    управления

    планирования

    проводить тепло бесперебойно
    планирования

    нет

    создать поперечные перегородки в теплообменнике
    планирования

    нет

    изменять скорость потоков в теплообменнике
    управления

    планирования

    [назад]



    Соответствия между функциями и структурой ТС


    Таблица связей между функциями и элементами ТС

    Условные обозначения:

  • Х - данный ЭС принимает непосредственное участие при реализации данной функции
  • О - данный ЭС является объектом воздействия функции
  • N - данный ЭС не связан с данной функцией
  • Функции / ФЭ1-распределительная камера2-трубная решетка3-кожух4-теплообменная труба5-поперечная перегородка6-крышка кожуха7-опора8-катковая опора трубчатого пучка
    ОФ1: проводить потоки XXXXX   
    ОФ2: создать поверхность теплообмена потоки между потоками X XX   
    ОФ3: использовать потоки разные температуры X XXO  
    ОФ4: повысить теплоотдачу потоки в теплообменнике X XX   
    ВФ1: создать перепад давление X    O  
    ВФ2: создать проводящее пространство для потоков потоки в теплообменникеX       
    ВФ3: проводить тепло бесперебойно X X    
    ВФ4: создать поперечные перегородки в теплообменнике OOO   O
    ВФ5: изменять скорость потоков в теплообменнике XX X   
    ВрФ1: загрязнять поверхность теплообмена потоки бесперебойно O OO   
    ВрФ2: корродировать конструкцию в теплообменнике O OO  O
    ВрФ3: Уменьшение напора потоки бесперебойно X XX   
    ВрФ4: эродировать конструкцию в теплообменнике O OO  O
    ВрФ5: усложнять конструкцию теплообменника в корпусе установкиOXO  XXX
    НФ1: изменять фазовое состояние сырья в процессе теплообмена O O    

    [назад]



    Частные закономерности развития


    Таблица частных закономерностей развития ТС

    КПР / УровеньПараметрический уровеньКонструкторско-технологический уровеньУровень принципов действияУровень функциональной структурыУровень потребительских свойствУровень функций
    "разность температур потоков ( на входе)" увеличитьуменьшить диаметр входных патрубковввести в систему конструктивные элементы, уменьшающие проходное сечение входных патрубковпоставить внутри входного патрубка оребрение таким образом, чтобы заменить трение потока о стенку патрубка трением потока о потокввести новый конструктивный элемент, уменьшающий толщину стенки входного патрубкауправление параметрами процесса за счет изменения геометрических характеристик аппаратаизменять геометрические характеристики аппарата
    "разность температур потоков ( на выходе)" уменьшитьувеличить диаметр выходных патрубковввести в систему конструктивные элементы, увеличивающие проходное сечение выходных патрубковпоставить внутри выходного патрубка оребрение таким образом, чтобы заменить трение потока о стенку патрубка трением потока о потокввести новый конструктивный элемент, увеличивающий толщину стенки выходного патрубкауправление параметрами процесса за счет изменения геометрических характеристик аппаратаизменять геометрические характеристики аппарата
    "КПД" увеличитьизолировать теплообменникпокрыть кожух теплообменника слоем изоляциислой изоляции предотвращает потери тепла потоков в окружающую средуввести новый конструктивный элемент, изолирующий аппарат от окружающей средыувеличение количества передаваемого тепла от одного теплоносителя другому, за счет снижения потерь тепла в окружающую средуконтролировать потери тепла потоков в окружающую среду
    "толщина стенки трубы" уменьшитьувеличить теплообмен между потокамииспользовать материал для труб, обладающий лучшими прочностными качествами и имеющий более высокий коэффициент теплопроводностиприблизить количество передаваемого тепла от одного теплоносителя к другому через стенку трубы к такому количеству, которое было бы получено при непосредственном контакте теплоносителейуменьшить толщину стенки теплообменных труб или заменить материал труб. Конструктивные элементы выполнить в виде перегородокувеличение количества передаваемого тепла от одного теплоносителя к другомуСоздать теплообменник с поывшенной тепловой эффективностью и отсутствием гидравлических потерь
    "потери напора в теплообменнике" уменьшитьуменьшить диаметр аппаратаувеличить толщину стенки за счет внутреннего пространства аппаратапоставить внутри аппарата оребрение таким образом, чтобы заменить трение потока о стенку аппарата трением потока о потокввести новый конструктивный элемент, уменьшающий толщину стенки аппаратауправление параметрами процесса за счет изменения геометрических характеристик аппаратаизменять геометрические характеристики аппарата
    "износ деталей теплообменника" уменьшитьприменить для подверженных износу частей материалы повышенной твердостииспользовать покрытия, меняющие твердость внутренней поверхности аппаратазаменить трение потока о корпус трением потока о потокввести в систему стойкие к эрозии покрытия. Ввести в систему элементы, уменьшающие скорость возле стенок аппаратаповышение износостойкости за счет предотвращения доступа к изнашиваемой поверхности эрозионных частицуправлять скоростью движения эрозионных частиц вдоль изнашиваемой поверхности аппарата
    "площадь поверхности теплообмена" увеличитьуменьшить толщину стенки теплообменных трубввести в систему конструктивные элементы, расположенные в межтрубном пространстве для обеспечения поперечного обтекания вторым теплоносителем пучка труб снаружиприблизить количество передаваемого тепла от одного теплоносителя к другому через стенку трубы к такому количеству, которое было бы получено при непосредственном контакте теплоносителейконструктивные элементы выполнить в виде перегородокувеличение количества передаваемого тепла от одного теплоносителя к другомуускорение процесса передачи тепла между теплоносителями
    "загрязнение окружающей среды" уменьшитьизолировать аппаратвыполнить корпус аппарата из менее агрессивных материалов и покрыть кожух аппарата слоем изоляциислой изоляции предотвращает потери тепла потоков в окружающую средуввести новый конструктивный элемент, изолирующий аппарат от окружающей средыповышение износостойкости за счет предотвращения доступа к изнашиваемой поверхностисоздать теплообменник с отсутствием гидравлических потерь в окружающую среду
    "объемный расход потоков" увеличитьуменьшить диаметр входных патрубковввести в систему конструктивные элементы, уменьшающие проходное сечение входных патрубковпоставить внутри входного патрубка оребрение таким образом, чтобы заменить трение потока о стенку патрубка трением потока о потокввести новый конструктивный элемент, уменьшающий толщину стенки входного патрубкаувеличить степень ламинаризации потока внутри аппаратагенерировать ламинарность течения потока внутри аппарата

    [назад]



    Следствия из закона прогрессивного развития


    уменьшить диаметр аппарата, увеличить площадь поверхности теплообмена, уменьшить толщину стенки труб.


    применить более теплопроводные материалы, изменить форму поверхности теплообмена.


    применить другие методы передачи тепла (радиационный теплообмен).


    исключить структурные единицы, лимитирующие процесс (поверхность теплообмена).


    использовать аппарат для попутного изменения химического состава сырья (реакции полимеризации, разложения).


    применение аппарата для теплообмена между очень вязкими теплоносителями.

    [назад]



    Предшественники


    Предшественник 1


    Теплообменник типа «труба в трубе»


    В теплообменнике этого типа одна из обменивающихся теплом сред движется внутри трубы малого диаметра, а другая по кольцевому зазору, образованному трубами малого и большого диаметров. Это позволяет создать высокие скорости движения сред и интенсифицировать теплообмен.


    малая поверхность теплообмена


    замены одной трубы (внутренней) большого диаметра на несколько труб меньшего диаметра, с целью увеличения поверхности теплообмена

    не выбран

    [назад]


    Предшественник 2


    Кожухотрубчатый теплообменный аппарат жесткого типа


    В теплообменнике этого типа одна из обменивающихся теплом сред движется внутри пучка труб малого диаметра, а другая по зазору, образованному пучком труб малого малого диаметра и кожухом большого диаметров. Это позволяет создать высокие скорости движения сред и интенсифицировать теплообмен. Трубный пучок жестко закреплен с кожухом (корпусом)


    жесткость конструкции не позволяла использовать аппарат при большой разности температур потоков (из-за неравномерности нагрева кожуха и трубного пучка возникают температурные напряжения, приводящие к разрушению конструкции)


    введения в конструкцию элемента, позволяющего компенсировать температурные напряжения в конструкции

    не выбран



    не описана


    не указано

    не выбран

    [назад]


    Предшественник 3


    Кожухотрубчатый теплообменный аппарат жесткого типа с компенсатором на кожухе или трубном пучке


    В теплообменнике этого типа одна из обменивающихся теплом сред движется внутри пучка труб малого диаметра, а другая по зазору, образованному пучком труб малого малого диаметра и кожухом большого диаметров. Это позволяет создать высокие скорости движения сред и интенсифицировать теплообмен. Трубный пучок жестко закреплен с кожухом (корпусом). На корпусе и/или на пучке труб имеется компенсатор температурных напряжений.


    сложность изготовления и наличие остаточных напряжений в аппарате


    убрать наиболее нагруженный элемент; компенсировать температурные напряжения за счет замены используемых теплообменных труб на U-образные трубы

    не выбран



    не описана


    не указано

    не выбран



    не описана


    не указано

    не выбран

    [назад]



    Ресурсы


    Вещественные ресурсы

    не выявлены

    [назад]


    Полевые ресурсы

    не выявлены

    [назад]


    Энергетические ресурсы

    тепловое излучение аппарата в окружающую среду
    готовый

    обогрев помещений

    Масса аппарата
    готовый

    поглощение вибраций и колебаний

    [назад]


    Информационные ресурсы

    потери напора в аппарате
    готовый

    для определения степени загрязнения аппарата

    температура корпуса аппарата
    готовый

    для отслеживания изменения толщины стенки аппарата (при утонении стенки температура ее наружной поверхности повышается), используются покрытия, меняющие цвет в зависимости от температуры

    состав потоков на выходе
    готовый

    определение герметичности внутреннего оборудования аппарата

    температура потоков на входе и выходе из аппарата
    производный

    не указано

    определение эффективности работы аппарата

    различное удлинение кожуха и трубного пучка
    производный

    не указано

    измерение разности температур потоков

    [назад]


    Пространственные ресурсы

    Свободное пространство в кожухе теплообменника
    готовый

    1-размещение дополнительных конструктивных элементов для интенсификации процесса теплообмена
    2-размещение дополнительной поверхности теплообмена (оребрение труб)

    свободное пространство в распределительной камере теплообменника
    готовый

    размещение дополнительных конструктивных элементов для равномерного распределения теплоносителя по теплообменным трубам

    пространство снаружи аппарата
    готовый

    размещение дополнительного оборудования

    [назад]


    Временные ресурсы

    не выявлены

    [назад]


    Функциональные ресурсы

    время нахождения смеси в аппарате
    готовый

    проведение химических реакций

    поверхность кожуха аппарата
    готовый

    постоянный контроль герметичности аппарата с помощью специальных покрытий, меняющих свои свойства (цвет, запах, форма) при контакте с рабочей средой аппарата

    [назад]


    Системные ресурсы

    не выявлены

    [назад]



    Аналоги


    Функциональные аналогии


    теплообмен между любым водоемом и воздухом, между землей и воздухом
    в природе


    теплообмен между человеком и окружающей средой
    в природе


    выравнивание температуры хладнокровных животных с температурой окружающей среды
    в природе

    [назад]


    Структурные аналогии


    теплое течение "Гольфстрим"
    в природе

    [назад]


    Субстратные аналогии


    рубашка охлаждения различных аппаратов
    в технике


    проточный кипятильник
    в технике


    выпарные аппараты
    в технике


    котельные установки
    в технике


    отопительные батареи в жилых домах
    в технике


    нагреватель в электрочайнике
    в технике

    [назад]


    Аналогии внешней формы

    не указаны

    [назад]


    Аналогии отношений [между элементами ТС]

    не указаны

    [назад]



    Заключение


    не написано


    1. Основы научных иследований, под ред.Крутова В.И., Попова В.В.: Учебник для вузов.-М.:"Высшая школа", 1989-397с.: ил.
    2. Скобло А.И., Молоканов Ю.К., Владимиров А.И., Щелкунов В.А. Процессы и аппараты нефтегазопереработки и нефтехимии: Учебник для вузов.- 3-е изд., перераб. и доп.-М.: ООО "Недра-Бизнесцентр", 2000.-677 с.: ил.
    3. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. Изд.9-е М., Химия, 1973.-750 с.
    4. Теплообменный аппарат. Пат. России № 99102191/06, С2, опубл.2001.01.10.
    5. Теплообменник. Пат. России № 92004508/06, С1, опубл. 2002.10.20.
    6. Горизонтальный теплообменник. Пат. России № 95114962/06, А, опубл. 2003.08.27.


    Выполнила: ст-ка гр. ТММ-08-12 Хисамутдинова Л.Т.

    [назад]