Нагревание водяным паром

Достоинства:

1) водяной пар имеет большую теплоту конденсации при небольшом расходе пара 2,26∙10⁶ Дж/кг при р=9,8∙10⁴ Па (1 атм.);

2) имеет высокий α, термическое сопротивление относительно мало;

3) имеет постоянную для данного давления температуру конденсации, что позволяет точно регулировать температуру нагрева, изменяя давление;

4) доступность, относительно безопасен.

Недостатки:

1) значительное повышение давления при повышении температуры;

2) предельная температура нагрева 180-190 ^оС (10-12 атм.)

Целесообразно использовать пар после паросиловых установок. Пар р≈250 атм. отправляется на турбины, затем используется для обогрева (р=6-8 атм.).

Пар после электрических турбин называется мятым. Мятый пар – перегретый, при использовании его увлажняют, добавляя горячую воду.

Глухой пар – пар, передающий тепло через стенку теплообменного аппарата.

Схема нагревания сухим паром:

1 – паровой котел;

2 – теплообменник;

3 – конденсатоотводчик;

4 – промежуточная емкость;

5 – центробежный насос.

В теплообменнике 2 происходит частичная конденсация пара, конденсат стекает через конденсатоотводчик, который позволяет отводить конденсат без потерь пара (пролетного пара).

Расход пара – из уравнения теплового баланса:

,

,

- начальная и конечная температура холодного теплоносителя;

- энтальпии пара и конденсата;

Q_п – потери;

с – удельная теплоемкость холодного теплоносителя;

m₂ – расход холодного теплоносителя (т/с).

Острый пар – пар, передающий тепло при непосредственном смешении с теплоносителем. Используется при допустимости смешения теплоносителя.

Схема подогревателя бесшумного:

1 – сопло;

2 – смешивающий диффузор, который применяется для лучшего перемешивания жидкости и устранения гидравлических ударов и шума, вызванных резкой конденсацией пара.

В диффузоре пар смешивается с жидкостью, которую захватывает при давлении.

Расход острого пара определяется из уравнения:

,

,

с_к – удельная теплоемкость конденсата, Дж/кг∙г;

t_н – начальная температура холодного теплоносителя;

t_к – конечная температура.

Нагрев горячей водой – применяется редко, т.к. α невысокий, имеет другие недостатки. Нагрев до 100 ^оС. Критическая точка воды р=225 атм., t₁=374 ^оС, т.е. нагрев под избыточным давлением до ≈350 ^оС – вода называется перегретой.

Нагревание топочными газами – позволяет осуществлять нагрев до высоких температур 1000-1100 ^оС, чаще всего используется для нагрева промежуточных теплоносителей, которое производят в печах.

Нагрев минеральными маслами – нагрев осуществляется до 250-300 ^оС (температура вспышки масел 310 ^оС). Используют цилиндровое, компрессорное масла. Нагрев осуществляется двумя способами:

1) ТОА, в рубашке которого находится масло, помещают в печь с топочными газами;

2) устанавливают электронагреватели внутри масляной рубашки.

Достоинства: дешевизна теплоносителя.

Недостатки: низкий α, который изменяется при химическом окислении и разложении масел.

Нагрев высококипящими органическими жидкостями и парами: глицерин, этиленгликоль, нафталин и проч.

Наибольшее распространение получила дифенильная смесь (даутерм А, динил). Состав: 26,5% дифенила и 73,5% дифенилового эфира. При р=1 атм. - t_кип=258 ^оС, при р=1,8 атм. - t_кип=280 ^оС.

Используются насыщенные пары дифенильной смеси, которые позволяют нагревать до 400 ^оС. При этом давление незначительно и в 30÷60 раз меньше давления водяного пара.

Недостатки: токсичность, малая теплота парообразования, которая компенсируется большой плотностью паров.

Нагрев расплавленными солями: нитрит-нитратная смесь – 40% азотисто-кислого натрия, 7% азотнокислого натрия, 53% азотнокислого калия. Применяется для нагрева при атмосферном давлении и температуре 500-540. При нагреве до 400 ^оС не вызывает коррозии стали.

Нагрев ртутью и жидкими металлами: Hg, K, Na, Pb, различные сплавы легкоплавких металлов.

Достоинства: высокие ρ, α, λ. Имеет малые значения числа P_r, поэтому α рассчитывается по специальным формулам.

Другие способы нагрева: электрический ток, электропечи сопротивления, индукционные печи, электрические дуговые печи.

Дата добавления: 2015-07-26; просмотров: 253; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!