 |
Направление движения теплоносителей
|
|
|
|
= 
± 
где: - max разница температур
- min разница температур
Т1=Т1’
t1=t1’
T2’<T2
t2’>t2
Процесс передачи тепла от горячего к холодному в слое горячею теплоносителя температура меняется от Т до 
, по толщине стенки от т до т и в слое холодного теплоносителя от т до т.
В этом случае передача тепла от горячего теплоносителя к стенке и от стенки к холодному теплоносителю осуществляется путем конвекции, а через стенку - путем теплопроводности.
Интенсивность суммарного процесса можно определить с учетом коэффициента теплоотдачи и теплопередачи по формуле:
K = 
где: K - коэффициент теплопередачи;
, 
- коэффициенты теплоотдачи обоих теплоносителей;
δ и λ - соответственно толщина и теплопроводность разделяющей их стенки.
Передача тепла через цилиндрическую стенку
При передаче тепла через тонкостенные трубы можно пользоваться формулой для плоской стенки.
Тепловой баланс
= 
;
Сколько тепла отдает в теплообменнике горячий теплоноситель, столько приобретает холодный теплоноситель.
= MC(
);
= мс(
);
где: 
- начальные температуры теплоносителей и конечные
С и с – их удаленные теплоемкости.
МС (Т1-Т2) =mc(т2-т1)
Лекция №9
Тема: Нагревание
Наибольшее распространение в химической технике получили следующие методы нагревания: водяным паром, топочными газами, промежуточными теплоносителями, электрическим током.
Нагревание водяным паром
Для нагревания применяются преимущественно насыщенный водяной пар при абсолютном давлении 10 ат. Нагревание ограничено Т = 180.
В процессе нагревания насыщенный пар конденсируется, выделяя при этом тепло равное теплоте испарения жидкости.
|
|
|
Преимущества водяного пара как нагревающего агента:
1) высокий коэффициент теплоотдачи;
2) большое количество тепла, выделяемое при конденсации единицей количества пара;
3) возможность транспортировки по трубопроводам на значительные расстояния;
4) равномерность обогрева, т.к. конденсация пара происходит при постоянной температуре;
5) легкое регулирование обогрева.
Нагревание "острым" паром
При нагревании "острым" паром водяной пар вводится непосредственно в нагреваемую жидкость; конденсируясь, он отдает тепло нагреваемой жидкости, а конденсат смешивается с жидкостью. Для одновременного нагревания и перемешивания жидкости пар вводится через барботер-трубу с рядом небольших отверстий. Барботер располагают на дне в виде спирали или колец.
Расход острого пара определяют по формуле:
Д = 
где: G - количество нагреваемой жидкости, кг/ч;
с - теплоемкость нагреваемой жидкости, ккал/кг.град.;
- температура жидкости соответственно до и после нагревания, С;
Д - расход греющего пара;
Н - энтальпия греющего пара, ккал/кг;
- потери тепла в окружающую среду, ккал/кг.
При обогреве "острым" паром происходит неизбежное разбавление жидкости конденсатом.
Нагревание "глухим" водяным паром
Если контакт нагреваемой жидкости с водой недопустим, то применяют нагревание "глухим" паром. В этом случае жидкость нагревается паром через разделяющую их стенку в аппаратах с рубашками, со змеевиками и др. Греющий пар целиком конденсируется и выводится из парового пространства нагреваемого аппарата в виде конденсата.
Расход "глухого" пара определяют по уравнению:
Д = 
где: 
- энтальпия конденсата, отводимого из парового пространства нагревателя.
Нагревание топочными газами
Нагревание топочными газами - самый старый способ обогрева в химической промышленности. Этим способом осуществляется нагревание до т=180-1000. Дымовые газы образуются при сжигании твердого, жидкого или газообразного топлива в топках или печах различной конструкции. Особенностью нагрева дымовыми газами являются "жесткие" условия нагревания: значительные перепады температур.
|
|
|
Трубчатая печь
Для нагревания жидких продуктов, работающая на газообразном топливе.
Горючий газ, обычно природный, выходя из сопла горелки-6, инжектирует необходимое количество воздуха, смешиваясь с ним поступает на пористую панель-5 из керамического материала. При горении газа, которое происходит на поверхности излучающей панели, пламя отсутствует. Поэтому горелки такого типа называют беспламенными. Раскаленная поверхность испускает мощный поток тепловой радиации.
Образовавшиеся топочные газы с высокой температурой поступают в первую по ходу радиантую часть рабочего пространства печи, в которой теплота к нагреваемой поверхности-4 змеевика передается в основном за счет радиации.
Во второй - конвективной части печи-1 - теплота от несколько охлажденных газов передается змеевикам главным образом за счет конвекции. Для лучшего использования теплоты на пути отходящих газов иногда устанавливают дополнительные теплообменные устройства, например, змеёвик-подогреватель-2. Газы удаляются через дымовую трубу-3.
|
|
|
