ВЫПАРНЫЕ УСТАНОВКИ С ТЕПЛОВЫМ НАСОСОМ
Для более полного использования тепла вторичного пара. Пароструйными в последние годы оборудуют однокорпусные установки и первый корпус многокорпусной установки.
Вторичный пар принимают камеры 1, рабочего сопла 2, камеры смешения 3 и диффузоры 4. В нем при помощи рабочего пара повышенного давления (0,8 ÷ 1,5 МПа). Давление, температуру и энтальпию вторичного пара, уходящего из корпуса повышают до параметров греющего пара, после чего полученный пар используют для обогрева того же корпуса. Это позволяет сэкономить до 50% греющего пара.
Принцип действия:
Выходя из рабочего сопла, рабочий пар расширяется, давление его падает, а скорость возрастает до 1000 м/с и выше. Пролетая с такой большой скоростью, рабочий пар увлекает за собой вторичный пар и смешивается с ним в камере смешения. В диффузоре скорость пара уменьшается, а давление возрастает. Таким образом пароструйный инжектор действует по принципу преобразования энергии потенциальной в кинетическую в сопле и, наоборот, кинетической энергии в потенциальную в диффузоре.
Основной показатель – коэффициент ижекции
 - засасывающий -
| он показывает какое количество вторичного пара может быть сжато в инжекторе до необходимых параметров 1 кг рабочего пара. |
Если обозначить:
| i р | – теплосодержание рабочего пара; |
| i с | – теплосодержание смешанного пара; |
| i в | – теплосодержание вторичного пара. |
Тепловой баланс имеет вид:
|
|
|
откуда 
Величину коэффициента ижекции определяют по формуле:
| где: | 
| – коэффициенты потери скорости в сопле
|
| – адиабатический перепад при расширении рабочего пара от давления Рр до давления при сжатии вторичного пара Рв; | |
| – адиабатический перепад при сжатии вторичного пара от Рв до Рс греющего пара. |
Величиной коэффициента ижекции сначала задаются, а потом его проверяют. Обычно он равен (0,2 ÷3,2).
Контрольные вопросы для самопроверки
1) Какой процесс называется теплопередачей?
2) Перечислите преимущества водяного пара как теплоносителя в пищевых производствах.
3) Что является движущей силой тепловых процессов?
4) Каковы основные преимущества и недостатки контактных теплообменников.
5) Какие параметры рассчитывают в тепловом расчете теплообменника.
6) Как классифицируются теплообменники по принципу действия?
7) В чем заключается конструктивный расчет теплообменника?
8) В чем заключается процесс выпаривания?
9) Какими методами в промышленности осуществляют выпаривание?
10) Чем отличается полезная разность температур от общей разности?
|
|
|
11) За счет чего происходит экономия греющего пара в многокорпусных выпарных установках?
12) В чем заключается расчет выпарных установок?
13) Какие конструкции выпарных установок применяют в промышленности?
Тестовые задания
1) Формула основного уравнения теплопередачи для установившегося процесса…
а) Qt=K ·F·Δtср
б) М=B·F·ΔC·t
в) V=Ŕ·F·ΔP·t
г) Q=Gc(t1-t2)
д) Q·t=Gc(t1-t2)
2) Что является термическим сопротивлением процессу теплопередачи
а) величина обратная коэффициенту теплоотдачи
б) величина обратная коэффициенту массопередачи
в) величина обратная коэффициенту фильтрации
г) величина обратная коэффициенту теплопередачи
д) величина обратная фактору разделения
3) При нагревании водяным паром предпочтение отдается …
а) перегретому пару
б) влажному пару
в) сухому пару
г) насыщенному пару
4) Из уравнения теплового баланса определяется…
а) расход теплоносителя
б) коэффициент теплопроводности
в) температура начала процесса
г) температура конца процесса
д) коэффициент тепловых потерь
5) Барометрический конденсатор предназначен…
|
|
|
а) для создания вакуума
б) для производства вторичного пара
в) для охлаждения воздуха
г) для испарения растворителя
д) для конденсации вторичного пара
6) В результате проведения процесса выпаривания происходит…
а) концентрирование растворов
б) сгущение растворов
в) разбавление растворов
г) кристаллизация в растворе
д) испарение растворителя
7) Использование многокорпусной выпарной установки приводит:
а) к увеличению капитальных затрат
б) к экономии греющего пара
в) к снижению концентрации раствора
г) к увеличению расходов на обслуживание установки
д) к увеличению себестоимости продукта
8) На схеме выпарного аппарата с естественной циркуляцией раствора Dk обозначает:
 |
а) диаметр сепаратора
б) диаметр камеры
в) диаметр циркуляционной трубы
г) высота сепаратора
д) высота камеры
9) Элемент конструкции выпарного аппарата поз.2 означает:
а) греющая камера
б) циркуляционная труба
в) сепаратор
г) патрубок
д) опорная лапа
10) Температурная физико-химическая депрессия вызвана…
а) расходованием паровым пузырьком энергии на преодоление сил межмолекулярного сцепления
|
|
|
б) расходованием паровым пузырьком энергии на преодоление поверхностного натяжения слоя жидкости
в) расходованием паровым пузырьком энергии на преодоление сил гидростатического давления
г) расходованием паровым пузырьком энергии на преодоление сил трения
11) Температурная гидростатическая депрессия вызвана…
а) расходованием паровым пузырьком энергии на преодоление сил межмолекулярного сцепления
б) расходованием паровым пузырьком энергии на преодоление поверхностного натяжения слоя жидкости
в) расходованием паровым пузырьком энергии на преодоление сил гидростатического давления
г) расходованием паровым пузырьком энергии на преодоление сил трения
12) Температурная гидравлическая депрессия вызвана…
а) расходованием паровым пузырьком энергии на преодоление сил межмолекулярного сцепления
б) расходованием паровым пузырьком энергии на преодоление поверхностного натяжения слоя жидкости
в) расходованием паровым пузырьком энергии на преодоление сил гидростатического давления
г) расходованием паровым пузырьком энергии на преодоление сил трения
13) Уравнения материального баланса процесса выпаривания…
а) Gн = Gк + W
б) Gк = W - Gн
в) Рiп + Gн cн tн = Рiк + Gк cк tк
г) Gн хн = Gк хк
д) Gн + Piп = Gк + Piк
14) Уравнения теплового баланса теплообменника (теплоносители – пар и жидкость)…
а) Li0 + Qk + Qд + Qсссtн + Wcвtн + Gтcтtт.н = Li2 + Gccctk + Gтcтtт.к + Qп
б) Gнcнtн + Рiп = Wi + Gк cк tк + Рiк+ Qп
в) Gн + Piп = Gк + Piк
г) Рiп + Gн cн tн = Рiк + Gк cк tк
д) G1c1t1н + G2c2t2н = G1c1t1к + G2c2t2к
15) Элемент конструкции теплообменного аппарата поз.2 означает:
а) греющая труба
б) трубная решетка
в) патрубок
г) днище
д) опорная лапа
16) Формула удельного расхода греющего пара на выпаривание
а) D = Gk ∙ (cktk – cнtн / i″-i′) + W ∙ (i – cнtн / i″-i′) +Q / i″-i′
б) Q = L(i2 – i0) + Gccc (tк – tн) + Gтcт (tт.к – tт.н) - W cвtн + Qn
в) D = (Gc(tк – tн) + Qn) / i″-i′
г) Li0 + Qk + Qд + Qсссtн + Wcвtн + Gтcтtт.н = Li2 + Gccctk + Gтcтtт.к + Qп
д) Gнcнtн + Рiп = Wiвт + Gкcкtк + Рiк+ Qп
17) В схеме однокорпусной выпарной установки поз.4 означает:
а) сборник
б) подогреватель
в) вакуумный выпарной аппарат
г) сепаратор
д) барометрический конденсатор
18) В схеме трехкорпусной выпарной установки Е1 означает поток…
а) вторичного пара
б) греющего пара
в) экстра-пара
г) конденсата
д) сгущенного раствора
19) Устройство, которое устанавливают в полости испарения выпарного аппарата - ...
а) сепаратор капель
б) успокоитель пульсаций течения газа
в) побудитель циркуляции движения паров
г) отбойный щиток
д) конденсатор
20) Целью теплового расчета теплообменника является:
а) определение расхода греющего пара
б) определение проходных сечений трубопровода и корпуса
в) определение нагрузочной характеристики
г) определение площади поверхности теплообмена
д) определение длины нагревательных трубок
Основные понятия по теме 3.
| Выпаривание – процесс концентрирования (сгущения) растворов, суспензий и эмульсий при кипении. |
| Испарение – процесс превращения жидкости в пар путем подвода к ней теплоты. |
| Конвекция – это перенос теплоты в пространстве вместе с движущимися объемами газа или жидкости. Каждый движущийся объем среды в этом процессе никуда свою энергию не передает, поток теплоты движется вместе с ним. Искусственная, или вынужденная, конвекция отождествляется с потоком среды, созданным вентилятором или насосом. Естественная, или тепловая, конвекция обусловлена архимедовыми силами, возникающими вследствие разности плотностей подогреваемых объемов среды. |
| Конденсация – переход вещества из паро- или газообразного состояния в жидкое путем отвода от него теплоты. |
| Нагревание – процесс повышения температуры материалов путем подвода к ним теплоты. |
| Полезная разность температур – разность между температурой греющего пара и температурой кипения раствора |
| Полная (общая) разность температур – разность между температурами греющего и вторичного пара |
| Тепловое излучение (тепловая радиация) – это явление переноса теплоты электромагнитными волнами. При этом происходит двойное преобразование энергии: вначале энергия теплового движения молекул преобразуется в энергию электромагнитного излучения, а затем происходит поглощение электромагнитного излучения другим телом и превращение ее в энергию теплового движения молекул. |
| Теплоносители – это среды, используемые для нагрева или охлаждения продукта. |
| Теплопередача – сложный теплообмен между средами, разделенными поверхностью контакта фаз этих сред или твердой стенкой. |
| Теплопроводность – процесс переноса энергии от более нагретых участков тела к менее нагретым в результате теплового движения и взаимодействия микрочастиц, приводящий к выравниванию температуры тела. |
Дата добавления: 2018-09-22; просмотров: 393; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!