Характеристика основных видов теплоносителей, горячая вода, водяной пар, дымовые газы и воздух, как теплоносители

К основным теплоносителям относятся следующие вещества.

Вода широко используется в качестве теплоносителя, особенно для отопления. К пре-

имуществам воды как теплоносителя следует отнести ее высокую плотность, удельную теплоемкость, сравнительно низкую вязкость, высокие значения коэффициента теплоотдачи, низкую химическую активность, не токсичность, дешевизну и доступность, возможность регулирования уровня температуры. Недостатком воды является ограниченный верхний уровень температуры (при обычно используемых на производстве давлениях до 150°С). Подогрев воды осуществляется в специальных водогрейных котлах, в нагревательных установках, ТЭЦ и котельных. Горячую воду, как правило, транспортируют по трубопроводам на расстояния до 20 км. При этом снижение температуры воды в хорошо теплоизолированном трубопроводе не превышает 1°С на 1 км.

Водяной пар – самый распространенный теплоноситель для производственных целей.

Его преимуществами являются высокая теплота парообразования, высокие значения коэффициента теплоотдачи при кипении воды и при конденсации пара, возможность поддержания постоянного режима теплоиспользующего оборудования благодаря постоянству температуры при конденсации, не токсичность, доступность. Водяной пар имеет сравнительно невысокую вязкость и приемлемую плотность. Основным его недостатком является ограниченный верхний предел температуры. Для повышения температуры насыщенного пара необходимо значительно повышать давление. Например, абсолютному давлению 0,2 МПа соответствует температура насыщенного пара 120°С, давлению 0,5 МПа — температура 152°С, давлению 1 МПа— температура 180° С. Подача перегретого пара в рекуперативные теплообменники нецелесообразна, так как теплота перегрева мала по сравнению с теплотой парообразования. В текстильной промышленности для теплоснабжения оборудования обычно используют пар давлением 0,3–0,4 МПа и только в редких случаях, когда необходимо получить повышенную температуру, до 0,8 МПа. Так как давление пара, полученного в парогенераторах, обычно выше, пар дросселируют до необходимого давления и лишь после этого направляют в паропровод. Транспортировку пара осуществляют, как правило, на расстояния до 5 км.

Топочные газы используют в качестве греющего теплоносителя в большинстве случаев

на месте их получения для непосредственного нагревания материалов и изделий, качество которых не зависит от загрязнения продуктами сгорания. Преимуществом топочных газов является возможность их получения непосредственно у аппаратов, теплоснабжение которых они обеспечивают. При этом отпадает необходимость в теплотрассе, промежуточных теплообменниках, уменьшается металлоемкость теплоиспользующего оборудования. Применение топочных газов позволяет достичь любого практически необходимого уровня температуры и тем самым повысить производительность тепло-технологических установок. К недостаткам

топочных газов следует отнести их низкую плотность и теплоемкость, низкие значения коэффициента теплоотдачи, способность загрязнять поверхность теплообмена, пожаро опасность, токсичность.

Горячий воздух в технологии текстильного производства используют для сушки материалов, где он служит для доставки теплоты к материалу и уноса испарившейся влаги. К преимуществам горячего воздуха относятся его не токсичность и доступность. В связи с этим он, как правило, в конце цикла выбрасывается непосредственно в атмосферу. Недостатками

воздуха как теплоносителя являются низкие плотность и удельная теплоемкость, низкие значения коэффициента теплоотдачи. Перечисленные недостатки затрудняют процесс теплообмена, а также ограничивают расстояние возможной транспортировки воздуха.

Высокотемпературные теплоносители используют тогда, когда температурный уровень подвода теплоты в теплоиспользующей установке не может быть обеспечен перечисленными выше теплоносителями. Повышение температуры применяют в тех случаях, когда необходимо увеличить скорость протекания физико-химических процессов в технологических аппаратах. Ряд процессов без использования повышенных температур просто невозможно осуществить. Примером такого процесса может служить выпаривание высококипящих растворов.

Дата добавления: 2015-05-10