Средняя разность температур для данного теплообменника



, если .

Если , то .

Прямоток используют в тех случаях, когда работают с термически неустойчивыми продуктами, например, при сушке некоторых материалов.

Противоток.

Средняя разность температур для данного теплообменника расчитывается точно также как и для прямотока

При противотоке теплоносители движутся параллельно навстречу друг другу.

   

Смешанный ток.

В многоходовых теплообменниках имеет место смешанный ток, то есть и прямоток, и противоток одновременно. Средняя разность температур рассчитывается как для противотока с введением поправочного коэффициента e:

.

Величина e зависит от числа ходов и наличия перегородок в межтрубном пространстве.

Перекрестный ток.

Такое направление движения встречается в конвекционных камерах трубчатых печей, в воздухоподогревателях, котлах и т.д.                 , где  - коэффициент, зависящий от угла атаки (близок к единице).

Основное уравнение теплопередачи. Коэффициент теплопередачи

Из общего закона кинетики: скорость теплопередачи пропорциональна движущей силе и обратно пропорциональна сопротивлению. Скорость теплового процесса характеризуется количеством тепла, которое передается через единицу поверхности за единицу времени:

где     - количество передаваемого тепла;  - поверхность теплопередачи;  - время;  - разность температур теплоносителей;  - сопротивление теплопередачи.

В интегральной форме для всей поверхности теплопередачи количество тепла, которое передается через поверхность, находится:

 - уравнение для непрерывного процесса t=1,

где  - движущая сила (средняя разность температур теплоносителей или средний температурный напор);    - коэффициент теплопередачи (коэффициент скорости процесса). .

Коэффициент теплопередачи показывает, какое количество тепла переходит от более нагретого к более холодному теплоносителю за единицу времени через единицу поверхности при средней разности температур между теплоносителями равной 1 градусу.

Увеличивая коэффициент теплопередачи при проектировании, можно уменьшить необходимую поверхность теплопередачи. Чем больше коэффициент теплопередачи, тем меньше необходимая поверхность, габариты и материалоемкость теплового оборудования. При эксплуатации оборудования, увеличивая коэффициент теплопередачи, через имеющуюся поверхность можно передать большее количество тепла.

Способы нагревания. Промышленные теплоносители

Нагревание водяным паром

Для нагревания применяют преимущественно насыщенный водяной пар давлением до 1 - 1,2 МПа. Использование пара более высокого давления обычно экономически неоправданно. Соответственно указанному давлению нагревание насыщенным водяным паром ограничено температурой 190 °С. В процессе нагревания насыщенный пар конденсируется. При этом выделяется тепло, равное теплоте испарения жидкости.

Широкому распространению нагревания водяным паром способствуют достоинства этого метода обогрева, а именно:

1. большое количество тепла, выделяющегося при конденсации единицы массы водяного пара;

2. высокий коэффициент теплоотдачи от конденсирующего пара к стенке;

3.равномерность обогрева.

Нагревание топочными газами

Этим способом осуществляется нагревание до температур 180 - 1000 °С. Дымовые (топочные) газы образуются при сжигании твердого, жидкого или газообразного топлива в топках или печах различной конструкции.

Особенностью нагрева дымовыми газами являются «жесткие» условия нагревания: значительные перепады температур и небольшие коэффициенты теплоотдачи от дымовых газов к стенкам обогреваемых аппаратов. Благодаря большим температурным перепадам при нагревании дымовыми газами достигаются высокие тепловые нагрузки. Однако этот метод нагревания имеет ряд недостатков: трудно регулировать процесс и избежать перегрева материалов из-за неравномерности обогрева; при разбавлении дымовых газов большим количеством воздуха происходит окисление металлов; и, наконец, следует отметить огнеопасность обогрева дымовыми газами.


Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 170;