Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Теплообменники периодического действия

Лекция №4

Рекуперативные аппараты периодического действия нашли широкое применение в промышленности. К аппаратам такого типа относятся варочные котлы, водонагреватели - аккумуляторы и реакционные аппараты.

В варочных и реакционных аппаратах обрабатываемые материалы нагреваются до заданной температуры и выдерживаются некоторое время при этой температуре. За требуемое время в материале происходят необходимые изменения (большей частью химические), затем аппарат опорожняется. Время обработки материала в аппарате зависит от требований технологии производства.

Простейшим варочным аппаратом может служить открытый чан, где материал обрабатывается жидкостью при атмосферном давлении (рис 3.1).

Материал загружается на перфорированную решетку («ложное дно»), размер отверстий в которой меньше размера кусков обрабатываемого материала. Решетка монтируется на некотором расстоянии от дна аппарата. Под решеткой располагается паровой змеевик с отверстиями, называемый барботерный трубкой. Из отверстий змеевика выходит пар и, проходя сквозь жидкость, нагревает ее; такой способ нагрева жидкости называют обогревом «острым» паром. Этот способ нагревания отличается простотой и позволяет лучше использовать энтальпию пара, так как паровой конденсат смешивается с нагреваемой жидкостью, в результате чего их температуры выравниваются. К тому же при вводе острого пара через барботер (трубу, закрытую с конца, расположенного у дна аппарата, и снабженную значительным числом мелких отверстий) происходит не только нагревание жидкости, но и интенсивное ее перемешивание.

Недостатком таких змеевиков – барботеров является сильный шум, производимый им во время работы. Пароводяные струйные инжекторы, применяемые для этих целей, лишены такого недостатка. Обогрев «острым» паром создает дефицит конденсата на источнике пароснабжения, так как он не возвращается и теряется безвозвратно.

Рис. 3.1. Устройство для обогрева жидких сред «острым» водяным паром:

а – бесшумный сопловой подогреватель (1 – сопло; 2 – смешивающий диффузор); б – паровой брботер

Открытые варочные чаныпотребляют в тех случаях, когда термическая обработка материала протекает при температурах ниже 100°С и из материала не выделяется токсических паров или газов. При выделении вредных веществ варочный аппарат закрывают герметичной крышкой с вытяжкой в соответствии с санитарными нормами.

Термическая обработка материалов при высоких давлениях и температурах производится в герметизированных аппаратах - автоклавах, в которых нагрев обрабатываемого материала производится или «глухим» паром при помощи паровых рубашек и змеевиков, или «острым» паром через барботерные трубы.

При обогреве «глухим» паром теплообмен происходит только за счет естественной конвекции жидкости; при этом коэффициент теплопередачи мал и, следовательно, такой процесс обогрева малоэффективен. При обогреве «острым» паром теплообменные процессы происходят более интенсивно, но источник питания агрегата паром (ТЭЦ или котельная) расходует много дорогостоящего конденсата.

При нагревании «глухим» паром простейшим теплообменным устройством являются рубашки (рис. 3.2).

Поверхность теплообмена рубашек ограничена площадью стенок и днища аппарата и обычно не превышает 10 м2. Давление теплоносителя в рубашке может составлять 0,6-1,0 МПа.

Рис. 3.2. Аппараты с греющей рубашкой:

1 – корпус сосуда; 2 – греющая рубашка.

 

Удобство осуществления нагревания с помощью греющей рубашки состоит в основном в том, что имеется возможность полной очистки внутренних поверхностей аппарата, на которых часто образуются пригары, кристаллизуются продукт или примеси.

Недостаток греющей рубашки обусловлен главным образом тем, что при высоком давлении и большом диаметре аппарата толщина стенки рубашки становится значительной, т. е. допустимое рабочее давление греющего пара часто относительно невелико. Поэтому становится невозможным получение высоких значений температурного напора между стенкой и нагреваемой жидкостью в аппарате.

Для интенсификации теплообмена, а также и технологического процесса такие аппараты часто оборудуются механическими мешалками. Мешалки имеют разнообразное конструктивное оформление. Применение мешалок ускоряет процесс нагревания, однако требует дополнительной затраты энергии на привод мешалки.

Для обеспечения большей удельной поверхности теплообмена внутри аппаратов размещают одно- или многорядные спиральные змеевики, сохраняя наружную рубашку (рис. 3.3, а).

 

Рис. 3.3. Аппараты с теплообменными элементами в форме змеевиков:

1 – аппарат; 2 – спиральные змеевики; 3 – рубашка; 4 – винтовая мешалка; 5 – топка; 6 – плоский змеевик.

 

При высокотемпературном нагреве используют плоские змеевики, омываемые топочными газами от индивидуальной или групповой топки (рис. 3.3, б).

Аппараты периодического действия используются и для нагрева воды, их называют водонагреватели – аккумуляторы.

Водонагреватели - аккумуляторы представляют собой сосуды большей емкости с водяным или паровым обогревом и применяются в системах горячего водоснабжения, периодически расходующих большие количества воды (рис. 13-18). Вода в них нагревается за 4 - 5 ч, а расходуется в течение 20 - 30 мин (например, в душевых помещениях цехов после очередной смены).

Если бы для этой цели использовались схемы с теплообменниками непрерывного действия, то пиковый расход теплоты в них был бы в 6 - 10 раз больше среднечасового расхода теплоты в водонагревателе-аккумуляторе. Такое водоснабжение создавало бы пиковые нагрузки в котельной или ТЭЦ.

 

Рис. 13-17. Водонагреватель – аккумулятор

 

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Оптимальный выбор нормализованного теплообменного аппарата | Расчет водонагревателя – аккумулятора с паровым обогревом
Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-01-20; Просмотров: 2558; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.016 сек.