Теплоносители. Их свойства. Область применения.

ТЕПЛОМАССООБМЕННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ПРЕДПРИЯТИЙ

Основные виды и классификация теплообменного оборудования промышленных предприятий. Классификация теплообменных аппаратов по назначению, принципу действия, по виду взаимного движения теплоносителей. Теплообменные аппараты непрерывного и периодического действия.

Теплообменными аппаратами (теплообменниками) называются устройства, предназначенные для обмена теплом между греющей и. обогреваемой рабочими средами. Последние в ряде случаев называются теплоносителями.

Необходимость передачи тепла от одного теплоносителя к другому возникает во многих отраслях техники: в энергетике, в химической, металлургической, нефтяной, пищевой и других отраслях промышленности.

Тепловые процессы, происходящие в теплообменных аппаратах, могут быть самыми разнообразными: нагрев, охлаждение, испарение, кипение, конденсация, плавление, затвердевание и более сложные процессы, включающие в себя несколько из перечисленных. В процессе теплообмена может участвовать несколько теплоносителей: тепло от одного из них может передаваться нескольким и от нескольких одному.

Классификация теплообменных аппаратов:

а) по назначению: подогреватели, конденсаторы, охладители, испарители, паропреобразователи и т. п.

б) по схеме движения теплоносителя: а) прямоток, б) противоток, в) перекрестный ток, г) многократный перекрестный ток, д, е) сложные схемы.

в) по принципу действия: поверхностные и смесительные.

· смесительные (контактные) – теплообмен в них происходит при непосредственном соприкосновении и смешении теплоносителей (* элеваторы).

· поверхностные - в них теплоносители ограничены твердыми стенками (поверхностями нагрева), частично или полностью участвующими в процесс теплообмена между ними. Поверхностные делятся на: рекуперативные и регенеративные.

Рекуперативными называются такие теплообменные аппараты, в которых теплообмен между теплоносителями происходи через разделительную стенку. При теплообмене в аппаратах такого типа тепловой поток в каждой точке поверхности разделительной стенки сохраняет постоянное направление.

Регенеративными называются такие теплообменные аппараты, в которых два или большее число теплоносителей попеременно соприкасаются с одной и той же поверхностью нагрева. Во время соприкосновения с различными теплоносителями поверхность нагрева или получает тепло и аккумулируем его, а затем отдает, или, наоборот, сначала отдает аккумулированное тепло охлаждается, а затем нагревается.

В большинстве рекуперативных теплообменников тепло передается непрерывно через стенку от теплоносителя к другому теплоносителю. Такие теплообменники называются теплообменниками непрерывного действия.

Теплообменники, в которых периодически изменяются подача и отвод теплоносителей, называются теплообменниками периодического действия. Большинство регенеративных теплообменников работает по принципу периодического действия. Разные теплоносители поступают в них в различные периоды времени. Теплообменники такого типа могу работать и непрерывно. В этом случае вращающаяся насадка (или стенка) попеременно соприкасается с потоками разных теплоносителей и непрерывно переносит тепло из одного потока в другой.

Теплоносители. Их свойства. Область применения.

В качестве теплоносителей в зависимости от назначения производственных процессов могут применяться самые разнообразные газообразные, жидкие и твердые вещества.

Теплоносители должны обладать следующими качествами:

· Иметь достаточно большую теплоту парообразования, плотность и теплоемкость, малую вязкость. Имели высокие температуры при малых давлениях.

· Иметь необходимую термостойкость и не оказывать неблагоприятного воздействия на материалы аппаратуры. Теплонос ители должны быть химически стойкими и неагрессивными даже при достаточно длительном воздействии высоких температур.

· Быть недорогими и достаточно доступными в отечественных ресурсах.

Наиболее распространенными теплоносителями являются: пар, вода, дымовые газы, высокотемпературные теплоносители.

Водяной пар как греющий теплоноситель получил больше распространение. а) достоинства:

· Высокие коэффициенты теплоотдачи при конденсации водяного пара позволяют получать относительно небольшие поверхности теплообмена.

· Большое изменение энтальпии при конденсации водяного пара позволяет расходовать малое его весовое количество для передачи сравнительно больших количеств тепла.

· Постоянная температура конденсации при заданном давлении дает возможность наиболее просто поддерживать постоянный режим и регулировать процесс в аппаратах.

б) недостатки:

· значительное повышение давления в зависимости от температуры насыщения.

Горячая вода получила большое распространение в качестве греющего теплоносителя, особенно в отопительных вентиляционных установках. Подогрев осуществляется в специальных водогрейных котлах, производственных технологических агрегатах или водонагревательных установках ТЭЦ и котельных.

а) достоинства:

· Горячую воду как теплоноситель можно транспортировать по трубопроводам на значительные расстояния (на несколько километров). При это понижение температуры не более 1 ⁰С/км.

Дымовые и топочные газы как греющая среда применяются обычно на месте их получения для непосредственного обогрева промышленных изделий и материалов. Если по условиям эксплуатации загрязнение обрабатываемого материала недопустимо, дымовые газы направляются в рекуперативный теплообменник, где отдают свое тепло воздуху, а последний нагревает обрабатываемый материал.

а) достоинства:

· Возможность материала ими до высоких температур.

б) недостатки:

· Из-за малой плотности и удельной теплоемкости газов приходится использовать большие объемы, что приводит к громоздкости трубопроводов.

· Необходимость применять огнестойкие материалы для трубопроводов.

· Вследствие низкого коэффициента теплоотдачи со стороны газов теплоиспользующая аппаратура должна иметь большие поверхности нагрева и поэтому получается весьма громоздкой.

Высокотемпературные теплоносители. В настоящее время в промышленности для высокотемпературного обогрева кроме дымовых газов применяются минеральные масла, органические соединения, расплавы солей. Они обладают различными свойствами и характеристиками.

Пример: нафталин. дифенил, глицерин и т.д.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: