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)

Схемы движения теплоносителей в ТА. Температурный напор

Читайте также:
  1. II. Счет движения капитала и финансов
  2. Q61) Понятие о тектонических движениях земной коры
  3. VI. Переход от схемы паттерновых переменных к схеме AGIL
  4. А. Особенности и направления общественного движения 30—50-х годов XIX в.
  5. Абсолютное, относительное и переносное движения точки
  6. Анализ движения денежных средств
  7. Бюджет движения денежных средств
  8. Бюджет движения денежных средств, (тыс. руб.)
  9. Ведомость движения готовой продукции на складе
  10. Виды движения жидкости и газа
  11. Виды продвижения (Маркетинговые коммуникации)
  12. Включением страны в процесс международного движения капитала.

Классификация ТА

Пример расчета тепловой трубы

Тепловая труба изготавливается из меди, теплоноситель вода, внешний диаметр трубы , внутренний , толщина фитиля . Фитиль выполнен из медной сетки пористостью , радиус капиллярных пор , коэффициент эффективной теплопроводности фитиля . Коэффициент проницаемости фитиля . Длина конденсатора . Тепловая труба горизонтальная , в зоне испарения соблюдаются граничные условия 2 рода (). На внешней поверхности конденсатора граничные условия 3 рода. Охлаждение конденсатора осуществляется потоком воздуха с температурой и постоянным коэффициентом теплоотдачи от трубы воздуху . Найти температуру поверхности испарителя и конденсатора, а также максимальный тепловой поток, ограниченный капиллярными силами .

Решение:

1) температура поверхности конденсатора определяется из выражения:

2) Полное термическое сопротивление стенки трубы и фитиля в зоне конденсации

В первом приближении в зоне испарения принимаем такие же R, как в зоне конденсации

3) температура поверхности испарителя

4) Площадь поперечного сечения канала

5) площадь поперечного сечения фитиля

6) Физические свойства теплоносителя вода и водяной пар определяем по средней температуре испарителя и конденсатора

По этой температуре физические свойства воды и водяной пар в примере

Скрытая теплота парообразования

7) Максимальный тепловой поток, ограниченный капиллярными силами

Таким образом тепловая труба при заданной геометрии и режимных параметрах имеет максимальную теплопередающую способность, ограниченную капиллярными силами , что в 2,56 раза больше заданного

 

 

Тема 5. Теплообменные аппараты (ТА)

Теплообменный аппарат – устройство, предназначенное для передачи тепловой энергии от боле нагретого теплоносителя к менее нагретому (холодному).

 

По способу передачи теплоты ТА подразделяются на:

· рекуперативные;

· регенеративные;

· смесительные;

· с внутренними источниками теплоты;

· специальные (компактные ТА).

 

В рекуперативных ТА теплообмен между теплоносителями осуществляется за счет теплопроводности, конвекции и, может быть, излучения через разделяющую их поверхность теплопередачи. (конденсаторы, подогреватели, каллориферы, конвекторы, парогенераторы, радиаторы и т.д.).

Регенеративные ТА – это такие теплообменные аппараты, в которых одна и та же поверхность нагрева (насадка) через определенные промежутки времени омывается то горячим, то холодным теплоносителем. К ним относятся воздухоподогреватели мартеновских и доменовских печей, паровых котлов нВ твердом топливе (регенераторы) и регенераторы ГТУ (газотурбинных установок). Насадка работает в нестационарном режиме: сначала она нагревается, когда через нее проходит горячий теплоноситель, а затем охлаждается, отдавая теплоту холодному теплоносителю.



В смесительных ТА передача теплоты осуществляется при непосредственном соприкосновении или смешении горячего и холодного теплоносителей. Пример: смесительные подогреватели питательной воды (ПНД – подогреватель низкого давления) на ТЭС, градирни ТЭС (охлаждающая вода из конденсатора охлаждается окружающим воздухом, тут присутствуют процессы тепло- и массообмена, т.к. капли воды испаряются в воздух).

С внутренними источниками теплоты – это электроводонагреватели (бойлеры), электрокотлы, ядерные и химические реакторы.

Специальные (компактные) ТА – это эффективные ТА на тепловых трубах, матричные ТА, капельные и струйно-капельные излучатели.

 

Различают следующие схемы движения теплоносителей:

1) прямоток (направление греющего и нагреваемого теплоносителей совпадают); индекс 1 – греющий теплоноситель, индекс 2 – нагреваемый.

2) противоток. Самый эффективный т.к. температура нагреваемого теплоносителя на выходе из ТА (t2’’) может быть больше температуры греющего теплоносителя на выходе из ТА (t1’’), что невозможно при прямотоке.

3) перекрестный ток;

4) смешанный ток;

5) многократный смешанно-поперечный ток.

 

Рассмотрим прямоточный ТА или прямоток.

Предварительно запишем уравнение теплового баланса ТА: количество теплоты, отданное греющим теплоносителем, равно количеству теплоты, воспринятым нагреваемым теплоносителем, с учетом потерь теплоты в ОС:

 

(1)

Если теплоноситель изменяет свое агрегатное состояние (либо конденсируется, либо кипит), то уравнение теплового баланса ТА записывается через разность теплосодержаний (энтальпий):

 

коэффициент сохранения теплоты >0,98.сителя на

Введем понятие водяной эквивалент или полная теплоемкость массового расхода теплоносителя – представляет собой произведение массового расхода теплоносителя на удельную теплоемкость:

 

Водяным эквивалентом называют такой расход воды, который переносит столько же теплоты, сколько 1 кг действительно теплоносителя ( в час или в секунду). Тогда уравнение теплового баланса через водяные эквиваленты будет:

(2)

Из (2) следует:

(3)

Отношение водяных эквивалентов обратно пропорционально разности температур теплоносителя (чем больше W, тем меньше изменяется его температура по поверхности).

Рассмотрим температурный график для прямотока:

Рисунок 5.1 – к определению среднего температурного напора

 

В общем случае, температура вдоль поверхности теплообмена изменяется по экспоненте и без вывода температурный напор уменьшается по экспоненте:

 

… ………………..(4)

 

k – коэффициент теплопередачи ТА;

F – поверхность теплопередачи ТА;

 

В общем случае температурный напор может быть определен как средняя логарифмическая величина:

 

(5)

Если то с точностью до 3 % Δtср можно считать как Δtср.ариф

(6)

 

Формулы 5 и 6 справедливы для прямотока и противотока. И при противотоке Δtср. – максимальный , следовательно из уравнения теплопередачи

(7)

 

в противоточном ТА будет меньшей поверхность и следовательно, меньше капитальные вложения.

k – считается как для плоской многослойной стенки:

 

K рассчитывается даже для кожухотрубного ТА, где поверхность сделана из маленьких труб, когда (d2/d1) ≤ 2/

Для других схем движения вводится поправка на схему движения теплоносителяи Δt рассчитывается по выражению:

 

(8)

берется в справочниках по графикам

 

 

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
| Схемы движения теплоносителей в ТА. Температурный напор

Дата добавления: 2013-12-11; Просмотров: 650; Нарушение авторских прав?;


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



ПОИСК ПО САЙТУ:


Читайте также:



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2017) год. Не является автором материалов, а предоставляет студентам возможность бесплатного обучения и использования! Последнее добавление ip: 54.167.202.184
Генерация страницы за: 0.014 сек.