Понятие о теплообменных аппаратах
Теплообменным аппаратом называют устройство, предназначенное для нагревания или охлаждения теплоносителя. В качестве теплоносителя применяют жидкость или газ. Теплоносители бывают греющие и нагреваемые. Так, например, горячий газ в топке котла является греющим теплоносителем, а вода в котле — нагреваемым; вода в отопительном радиаторе есть греющий теплоноситель, а воздух, разносящий теплоту по помещению,— нагреваемый.
По принципу действия теплообменные аппараты могут быть разделены на рекуперативные, регенеративные, смесительные и с внутренним тепловыделением.
В рекуперативных теплообменных аппаратах теплота от греющего теплоносителя к нагреваемому передается через разделительную (обычно металлическую) стенку. К ним относятся: парогенераторы, пароперегреватели, водоподогреватели. воздухоподогреватели и различные выпарные аппараты. Рекуперативные теплообменные аппараты подразделяют на: прямоточные, противоточные, перекрестного тока и смешанного тока.
В прямоточном теплообменном аппарате холодный и горячий теплоносители протекают параллельно в одном направлении (рис. 11, а)
В противоточномаппарате теплоносители протекают параллельно, но в противоположных направлениях (11,б).
В настоящее время рекуперативные аппараты имеют наибольшее распространение. Они просты по конструкции, компактны и обеспечивают постоянство температур теплоносителей во времени. В основном аппараты выполнены из металла. Причем для теплоносителя, имеющего температуру 400—450° С, трубки изготовляют из углеродистой стали; для теплоносителя, имеющего температуру 500—700° С,— из легированной. При более высоких температурах теплоносителя для аппаратов применяют дорогие металлы и сплавы.
В теплотехническом отношении аппараты с противотоком выгоднее аппаратов с прямотоком.
В регенеративных теплообменных аппаратах одна и та же поверхность нагрева (или охлаждения) поочередно омывается то горячим, то холодным теплоносителем через определенные промежутки времени. Сперва по каналам регенератора пропускают горячий теплоноситель — продукты сгорания доменных и мартеновских печей, вагранок и т. д. Поверхность нагрева регенератора, отбирая теплоту от горячих газов, нагревается, а затем отдает эту теплоту холодному теплоносителю.
Регенеративные теплообменники применяют в металлургических, стекловаренных и других аналогичных им печах, куда необходимо подавать подогретый воздух.
В смесительных теплообменниках теплообмен осуществляется при непосредственном соприкосновении и смешивании горячего и холодного теплоносителей.
Смесительными теплообменными аппаратами являются градирни, скрубберы и другие устройства.
Аппараты с внутренним тепловыделением получили такое название потому, что внутри самого аппарата протекает какой-либо технологический процесс с выделением теплоты. Для того чтобы охладить стенки аппарата, применяют теплоноситель (не два, как обычно, а один), забирающий теплоту от стенок и таким образом охлаждающий их.
К таким аппаратам относятся ядерные реакторы, электронагреватели и другие устройства, в которых технологический процесс протекает с выделением теплоты и повышением температуры.
Влияние загрязнения стенки на передачу теплоты. Поверхности теплообменных аппаратов обычно загрязняются. Так, например, внешние поверхности труб паровых котлов, пароперегревателей, водоподогревателей и т. п. покрываются слоем золы и сажи, образуя дополнительную стенку на пути теплового потока. Коэффициент теплопроводности таких отложений очень мал и составляет 0,1—0,2 вт/(м град).
При нагревании воды и пара внутренние поверхности труб с течением времени также загрязняются солями, выпадающими в виде накипи. Накипь образует дополнительную стенку с большим термическим сопротивлением. Это ухудшает теплообмен и создает опасность пережога труб.
Лекция №3
Дата добавления: 2016-06-15; просмотров: 2414;