Нагріваючі та охолоджуючі агенти. Переваги і недоліки

Основні конструкції теплообмінників.

Теплообменные аппараты предназначены для проведения процессов теплообмена .

Теплообменники разделяются на теплообменники поверхносного типа и аппараты смешения .

КОЖУХОТРУБНЫЕ ТЕПЛООБМЕННИКИ бывают одноходовыми и многоходовыми . Внутри аппарата трубная решетка представляет собой диск из отверстиями расположенными по концентрическим окружностям или шестиугольникам в которые вставляются трубы , и закрепляются в трубные решетки герметически , при помощи сварки , пайки , развальцовки и т.д.

Пучок внутренних труб делит теплообменник на трубное пространство и межтрубное пространства , в трубное пространство подается один теплоноситель , в межтрубное пространства другой .

Теплоноситель подводится в теплообменник с помощью штуцера . Корпус аппарата изготавливается из металла , днище и крышка теплообменника присоеденяются к корпусу при помощи сварки . Для предания аппарату конструктивного совершенства их делают многоходовыми . В многоходовых теплообменниках площадь поперечного сечения трубного пространства меньше чем при тех же условиях в одноходовых . При небольших расходах жидкости скорость движения в трубах низка и коэффициент теплоотдачи невелик , для увеличения коэффициента теплоотдачи можно уменьшить диаметр труб соответственно увеличив их высоту , сохранив при поверхность теплообмена . Теплообменники малого диаметра и большой длины неудобны для монтажа , поэтому более рационально увеличивать скорость теплообмена путем применения многоходовых теплообменников . Если средняя разность температур труб и корпуса 50 С и более , то трубы и кожух удлиняются неодинаково , что может привести к разрушению сварных швов , для уменьшения температурных деформаций применяют кожухотрубные теплообменники с компенсирующими устройствами , это могут быть линзовые компенсаторы , плавающие головки , и теплообменники с U –образными трубами .

ДВУХТРУБЧАТЫЕ ТЕПЛООБМЕННИКИ ( ТРУБА В ТРУБЕ )

Внутренние трубы обычно диаметром от 57 до 108 мм , соединяются калачами . Наружные трубы диаметром 76 – 159 мм . Благодаря небольшим поперечным сечениям трубного и межтрубного пространства можно получить более высокий коэффициент теплоотдачи чем в кожухотрубном теплообменнике . Недостатком таких теплообменников является большая громосткость и металлоемкость .

ЗМЕЕВИКОВЫЕ ТЕПЛООБМЕННИКИ Теплоотдача в межтрубном пространстве малоинтенсивна в следствии большого объема корпуса , поэтому теплообменники такого типа работают при низких тепловых нагрузках . Преемуществом таких теплообменников является простота , дешевезна , удобство работы при высоких давлениях .

ОРОСИТЕЛЬНЫЕ ТЕПЛООБМЕННИКИ Такой теплообменник представляет собой змеевик из размещенных друг на друге труб . Сверху змеевик орошается водой , равномерно распределяемых в виде капель , при помощи жолоба , отработанная вода отводится из поддона . Оросительные теплообменники устанавливают на открытом воздухе . Недостатком таких теплообменников является громосткость , неравномерность смачивания труб , коррозия труб кислородом воздуха.

У таких теплообменников коэффициент теплопередачи несколько выше чем у змеевиковых теплообменниках .

Нагріваючі та охолоджуючі агенти. Переваги і недоліки.

Нагревающие агенты бывают: первичные или прямые и промежуточные. В качестве прямых источников тепла применяются дымовые газы и Эл. Ток. Промежуточный теплоноситель переносит тепло от прямого источника тепла к потребителю. В качестве промежуточного теплоносителя применяют – воду, пар, нагретый воздух, а также перегретая вода, минеральные масла, органические жидкости, расплав-ые соли, жидкие металлы и их сплавы.

В качестве охлаждающих агентов до обыкновенных температур используется вода или воздух. Если требуются более низкие температуры то примен. искусственный холод

Выбор теплоносителя зависит от требуемой температуры нагрева или охлаждения и необходимости ее регулирования.

Основные требования к теплоносителю:

1. должен обеспечивать тем-ры которые требуются;
2. большая теплоемкость;
3. низкая вязкость;
4. должен быть не токсичный, инертный, дешевый
5. не вызывать коррозии.

Вода –недостатки: сильная зависимость t от p, обеспечение нужных температур усложнено.

Нагревание горячей водой обычно примен для нагрева до тем-ур не выше 100 ºс. Преимущества горячей воды: она более безопасна, чем вод.пар, ее можно транспортировать на большие расстояния, высокая теплоемкость.Недостатки: тем-ра гор. воды снижается по длине теплообменника, что затрудняет регулирование; коэф-нт теплоотдачи от гор воды меньше, чем от вод.пара. Обычно гор вода примен при помощи циркуляционных систем.

Преимущества водяного пара – высокая удельная теплота конденсации (r=2,26*10⁶ Дж/кг), просто регулировать температуру нагрева, скорость отдачи тепла при конденсации очень высокая, постоянная тем-ра конденсации. Его недостатки – значительное повышение давления пара с повышением тем-ры (поэтому его обычно применяют для тем-ур не более 180-190ºс, что соотв-ет р 1,2 Мпа). Различают нагрев глухим и отрым паром.

Нагревание топочными газами примен для нагрева через стенку промежуточных теплоносителей. Недостатки: неравномерность нагрева; низкий α от газа к стенке (35-60 Вт/м² газа).

Нагревание эл током – преимущества: нагревательный элемент можно отдалить от прямого (первичного теплоносителя) источника нагрева; простота аппаратуры; простота регулировки; дешевизна в эксплуатации. Недостатки:спад связан с многоступенчатостью преобразования хим энергии топлива в в Эл энергию.

Для охлаждения до обыкновенных температур (10-30 ºс) на предприятиях строят водооборотные циклы и воду используемую для охлаждения нагревательных аппаратов затем охлаждают в градирнях.

3. Схема трикорпусної випарної установки

4. Температурні втрати у випарних установках.

Температурные потери бывают трех видов :

- температурная депрессия – это разность между температурами кипения раствора и чистого растворителя . 1=tкип.рас - tкип.растворителя

- гидростатическая депрессия - это разность между температурами кипения раствора в среднем слое и на поверхности . 2=tкип.ср.сл. - tкип.поверх.

- гидравлическая депрессия - это потери температуры при переходе вторичного пара из одного корпуса в другой . 3=1-1,5 С

Тогда сумма потерь , то есть сумма температурной депрессии , гидростатической и гидравлической депрессии . = 1 + 2 + 3

Тогда tпол = Tобщ. - Tобщ. = Tгр.пара –Tвт.пара.посл

где Tгр.пара – температура греющего пара после 1 корпуса

Tвт.пара.посл – температура вторичного пара после 3 корпуса .

Поиск по сайту: