Нагревание горячими жидкостями
Когда недопустим даже кратковременный перегрев нагреваемой среды, используются промежуточные теплоносители в виде жидкостей. К их числу относят горячую (перегретую) воду, минеральные масла, жидкие ВОТ, расплавы солей.
Этот процесс может быть организован с естественной или вынужденной циркуляцией промежуточного теплоносителя (рис. 2.4).
печь |
ТО |
печь |
ТО |
насос |
а |
б |
Рис. 2.4. Схемы обогрева с естественной (а) и вынужденной (б) циркуляцией жидких ВОТ
Жидкий ТН (с естественной циркуляцией) нагревается в печи, например, топочными газами, плотность ТН уменьшается, и возникает естественная конвекция. При этом скорости жидкого ТН невелики, и поэтому значения коэффициента теплоотдачи небольшие
При вынужденной циркуляции скорость жидкого ТН доходит до 2–2,5 м/с и процесс теплоотдачи более интенсивный.
Рассмотренные выше способы нагревания предусматривают использование в качестве прямых источников тепловой энергии топочных (дымовых) газов, получаемых при сжигании твердого, жидкого
или газообразного топлива. Топочные газы относятся к числу наиболее широко применяемых теплоносителей, они обеспечивают надежное нагревание до 1000–1100 °С. Нагревание топочными газами производят
в трубчатых печах, облицованных шамотом камерах сгорания, внутри которых размещены нагревательные элементы, состоящие из стальных трубок.
Наряду с топочными газами электрическая энергия представляет собой прямой источник тепловой энергии. При нагревании электрическим током может быть достигнут практически любой желаемый температурный режим, который легко поддерживать и регулировать. Нагревание электрическим током осуществляется в электрических печах.
Отвод теплоты
Многие процессы промышленной технологии протекают в условиях, когда возникает необходимость отвода теплоты, например, при охлаждении газов, жидкостей или при конденсации паров.
Рассмотрим некоторые способы охлаждения.
Охлаждение водой и низкотемпературными жидкими хладагентами.
Охлаждение водой используют для охлаждения среды до 10–30 °С. Речная, прудовая и озерная вода в зависимости от времени года имеет температуру 4–25 °С, артезианская – 8–12 °С, а оборотная (летом) – около 30 °С.
Расход охлаждающей воды определяют из уравнения теплового баланса
. (83)
Здесь – расход охлаждаемого теплоносителя; Нн и Нк – начальная
и конечная энтальпии охлаждаемого теплоносителя; Ннв и Нкв – начальная
и конечная энтальпии охлаждающей воды; – потери в окружающую среду.
Достижение более низких температур охлаждения можно обеспечить
с помощью низкотемпературных жидких хладагентов.
Охлаждение воздухом.
Наиболее широко воздух в качестве охлаждающего агента используют в смесительных теплообменниках – градирнях, являющихся основным элементом оборудования водооборотного цикла (рис. 2.5).
отработанный воздух |
отработанный воздух |
а |
б |
горячая вода |
атм. воздух |
охлажденная вода |
слой насадка |
горячая вода |
охлажденная вода |
атм. воздух |
вентилятор |
Рис. 2.5. Градирни с естественной (а) и принудительной (б) тягой
Горячая вода в градирне охлаждается как за счет контакта с холодным воздухом, так и в результате так называемого испарительного охлаждения,
в процессе испарения части потока воды.
Дата добавления: 2018-05-10; просмотров: 765;