Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Комплект шпор по специальности теплоэнергетика ГГТУ им П.О.Сухого - файл Смесительные теплообменники.doc


Загрузка...
Комплект шпор по специальности теплоэнергетика ГГТУ им П.О.Сухого
скачать (8092.3 kb.)

Доступные файлы (182):

1-15.doc141kb.19.05.2005 17:44скачать
16-26.doc88kb.19.05.2005 16:24скачать
27-30.doc23kb.19.05.2005 17:30скачать
41-47.doc71kb.19.05.2005 19:24скачать
Рамки.doc286kb.04.06.2005 00:55скачать
Содержание.doc23kb.19.05.2005 03:18скачать
билеты по водоподготовке.doc58kb.22.06.2004 00:12скачать
водоподг.doc149kb.17.06.2004 03:37скачать
водоподг(копия).doc153kb.18.06.2004 16:48скачать
водоподготовка-1.doc80kb.18.06.2004 21:57скачать
водоподготовка.doc67kb.18.06.2004 21:58скачать
Вопросник2.doc79kb.22.06.2004 03:20скачать
Вопросы.doc34kb.18.05.2005 21:30скачать
Все.doc298kb.20.06.2004 03:32скачать
моя водоподготовка (шпоры).doc76kb.18.06.2004 16:50скачать
1.doc422kb.07.01.2005 20:19скачать
25.doc52kb.20.01.2005 17:13скачать
35-41(Оля).doc49kb.06.01.2005 23:24скачать
45 Расчет потерь давления.doc53kb.09.01.2005 14:50скачать
~WRL1429.tmp
Вероника.doc76kb.20.01.2005 16:12скачать
Вопросы.doc29kb.09.01.2005 22:13скачать
Лекции 1 и 2.doc405kb.15.01.2005 23:21скачать
печи Ира.doc85kb.08.01.2005 14:21скачать
Печи. Саблик.doc59kb.21.01.2005 21:26скачать
шпоры по вальченко - вика.rtf96kb.07.01.2005 18:12скачать
9.doc108kb.16.01.2005 16:15скачать
БИЛЕТ 10.doc23kb.16.01.2005 00:19скачать
Билет 11.doc22kb.16.01.2005 00:49скачать
Билет 12.doc23kb.16.01.2005 01:21скачать
Горелки.Настя.doc67kb.29.12.2004 22:47скачать
Билет 13.doc27kb.25.12.2004 05:55скачать
ГТ.doc24kb.03.01.2005 21:14скачать
Природа возникновения серн.doc44kb.16.01.2005 18:57скачать
Теория центробежных форсунок.doc41kb.16.01.2005 15:27скачать
~WRL0003.tmp
~WRL0073.tmp
~WRL0195.tmp
~WRL0395.tmp
~WRL0706.tmp
~WRL1021.tmp
~WRL1780.tmp
~WRL1826.tmp
~WRL2008.tmp
~WRL2170.tmp
~WRL2287.tmp
~WRL2360.tmp
~WRL2722.tmp
~WRL3324.tmp
~WRL3597.tmp
~WRL3607.tmp
~WRL3878.tmp
~WRL4028.tmp
~WRL4080.tmp
~WRL4091.tmp
котлы.doc510kb.24.06.2005 15:31скачать
содержание.doc30kb.15.06.2004 21:43скачать
1.doc24kb.07.01.2006 16:02скачать
Дашка(Марковна).doc63kb.06.01.2006 00:00скачать
Общее.doc517kb.07.01.2006 15:23скачать
Сергей.doc42kb.06.01.2006 19:18скачать
Система производстваКилбас.doc53kb.05.01.2006 15:43скачать
Столбики.doc443kb.08.01.2006 19:11скачать
ШПОРЫМинаков.doc156kb.06.01.2006 16:22скачать
ШпорыНастя.doc174kb.06.01.2006 22:53скачать
шпоры поЕпиф.doc69kb.06.01.2006 13:12скачать
ШпорыТолик.doc88kb.05.01.2006 00:38скачать
1.doc1113kb.26.06.2005 19:02скачать
1-МИО-Андр.doc232kb.26.06.2005 02:05скачать
2-Бульба.doc173kb.26.06.2005 12:57скачать
3-шпоры по токочакову-Епиф.doc233kb.26.06.2005 13:52скачать
4-Шпоры по МО3-Дедовец.doc1027kb.26.06.2005 14:03скачать
Горелочные уст Наташа.doc41kb.04.01.2006 23:30скачать
даша.doc41kb.11.01.2006 18:35скачать
Охрана труда.doc43kb.15.01.2006 21:20скачать
Форма для шпаргалок.doc55kb.04.01.2006 17:16скачать
Шпоры.doc43kb.03.01.2006 21:45скачать
шпоры по ОТ конец.doc151kb.11.01.2006 19:23скачать
Вопросы.doc29kb.14.01.2005 04:22скачать
Пароэжекторные ХУ.doc24kb.13.01.2005 20:41скачать
ПТМО.doc172kb.12.01.2005 19:15скачать
Регенеративные ТОА и их конструкции.doc92kb.12.01.2005 21:34скачать
Смесительные теплообменники.doc2675kb.12.01.2005 18:53скачать
Сушильные установки.doc21kb.13.01.2005 18:29скачать
Теплонасосные установки.doc67kb.13.01.2005 20:49скачать
Цикл ПЭЖ уст.doc21kb.12.01.2005 23:12скачать
Шпоры по экзамену.doc120kb.12.01.2005 03:34скачать
1.doc26kb.18.05.2005 19:30скачать
30.doc113kb.24.06.2005 21:48скачать
Вопросник.doc90kb.24.06.2005 23:21скачать
Копия Форма для шпаргалок.doc125kb.24.06.2005 15:33скачать
ЭПП.doc127kb.18.05.2005 15:51скачать
simg.doc103kb.19.05.2005 00:35скачать
Газонап.станции ГНС.doc27kb.04.01.2006 18:59скачать
газофракц.установка.tif
Газ шпоры Катя.doc26kb.19.05.2005 00:35скачать
Марковна.doc251kb.06.06.2005 01:30скачать
маслоабс.установки.tif
Очистка природного газа от H2S и CO2.doc63kb.18.05.2005 22:50скачать
сбор газа.tif
содержание.doc51kb.18.05.2005 15:37скачать
12.doc255kb.06.01.2006 18:51скачать
13.doc100kb.06.01.2006 18:54скачать
4.doc139kb.06.01.2006 18:37скачать
7.doc460kb.06.01.2006 18:43скачать
8.doc2715kb.06.01.2006 19:02скачать
9.doc240kb.06.01.2006 18:47скачать
Настя1.doc4390kb.06.01.2006 19:03скачать
Настя2.doc177kb.06.01.2006 18:33скачать
Настя3.doc171kb.06.01.2006 18:35скачать
Схема ГРС.tif
Схема мазутного хозяйства.tif
Схема с однотрубным сбором.tif
Транспорт пр.газа.tif
Транспорт природного газа.tif
цкацу.tif
Работа.doc36kb.21.04.2004 02:10скачать
ШП-2.doc85kb.22.04.2004 03:05скачать
Шпоры ТТ-2часть(Оля).doc105kb.15.03.2005 00:30скачать
ШП(по_ТТД).doc58kb.21.04.2004 02:46скачать
123.doc53kb.21.06.2004 00:46скачать
18.rtf9kb.14.06.2004 21:53скачать
19.rtf7kb.11.06.2004 21:20скачать
1.rtf4kb.11.06.2004 21:43скачать
20.rtf4kb.11.06.2004 21:42скачать
21.rtf4kb.11.06.2004 22:07скачать
22.rtf6kb.11.06.2004 23:10скачать
23.rtf8kb.20.06.2004 01:15скачать
24.rtf7kb.20.06.2004 01:15скачать
25.rtf6kb.14.06.2004 21:53скачать
26.rtf3kb.12.06.2004 00:10скачать
27.rtf4kb.12.06.2004 00:29скачать
28.rtf2kb.12.06.2004 00:38скачать
29.rtf4kb.12.06.2004 00:56скачать
30.rtf5kb.12.06.2004 01:41скачать
31.rtf2kb.12.06.2004 01:47скачать
32.rtf2kb.12.06.2004 01:53скачать
33-48.doc60kb.21.06.2004 15:01скачать
Автокопия Документ1.rtf80kb.21.06.2004 00:47скачать
Вопросы.rtf24kb.25.06.2005 23:35скачать
ВСЕ.rtf466kb.25.06.2004 02:35скачать
Регулятор.doc96kb.21.06.2004 05:45скачать
Содержание.rtf111kb.22.06.2004 01:22скачать
Шпаргалки.doc112kb.25.06.2004 02:54скачать
ШПОРЫ ПО СЕЛЕНИ.doc66kb.13.06.2004 17:34скачать
11- 18.doc1555kb.19.01.2006 03:02скачать
41.doc1347kb.16.01.2006 22:52скачать
~WRL0001.tmp
~WRL0393.tmp
~WRL0673.tmp
~WRL1347.tmp
~WRL3154.tmp
~WRL4034.tmp
Вопросы по смирнову.doc25kb.20.01.2006 01:32скачать
Расчет тепловых потерь1.doc107kb.16.01.2006 22:46скачать
Система ГВС ПП.doc79kb.16.01.2006 15:05скачать
Новые.doc501kb.18.05.2005 23:29скачать
Содержание.doc173kb.18.05.2005 22:47скачать
Шпоры.doc504kb.08.06.2004 18:39скачать
Шпоры(столбики).doc476kb.19.05.2005 00:34скачать
Вопросы по экологии энергетики.doc30kb.14.06.2004 02:25скачать
Экзамен1.doc102kb.11.06.2004 20:47скачать
Экзамен2.doc73kb.11.06.2004 17:49скачать
Экзамен3.doc45kb.11.06.2004 20:47скачать
Экзамен4.doc60kb.11.06.2004 20:47скачать
Введение-1.doc275kb.25.06.2005 23:37скачать
Введение-2.doc85kb.25.06.2005 23:37скачать
ред.doc293kb.12.01.2005 16:48скачать
Экономика.doc101kb.09.01.2005 18:49скачать
1.doc259kb.19.05.2005 03:32скачать
Планирование ремонтов.doc110kb.19.05.2005 04:27скачать
содержание.doc42kb.19.05.2005 05:55скачать
Сфера деятельности.doc41kb.18.05.2005 23:22скачать
Экономика.doc41kb.18.05.2005 14:59скачать
2Системы централизованного теплосн.doc74kb.18.05.2005 22:25скачать
3линия.doc91kb.18.05.2005 17:43скачать
4ира источники.doc104kb.18.05.2005 18:13скачать
5Методика расчета принципиальной тепловой схемы.doc49kb.18.05.2005 22:02скачать
6sABLIK1.doc70kb.19.05.2005 03:35скачать
7Теплоносители.doc60kb.18.05.2005 17:27скачать
вопросник.doc86kb.19.05.2005 02:27скачать
На ряду с этим применение паропреобразователей приводит к сн.doc59kb.19.05.2005 01:59скачать

Смесительные теплообменники.doc

Реклама MarketGid:
Загрузка...
1.Смесительные теплообменники.

Широкое применение в различных отраслях промышленности получили теплообменные аппараты с непосредственным контактом газообразного и жидкого теплоносителей (смесительные теплообменники). По принципу работы это, в большинстве своем, аппараты непрерывного действия. Они используются для нагревания, охлаждения, увлажнения, осушки газов, ректификации, адсорбции и т. д. Преимуществами смесительных теплообменников являются простота конструкции, высокие коэффициенты тепломассообмена, большие объемные расходы газообразного теплоносителя, развитые поверхности контакта фаз и другие.

Непосредственный контакт газа и жидкости в смесительных теплообмен­никах приводит к протеканию не только теплообменных процессов, но и массообменных. Наиболее распространенной парой теплоносителей является воздух-вода и поэтому теплотехнические расчеты процессов, протекающих в смесительных теплообменниках с участием влажного воздуха, проводят с помощью H, d- диаграммы.

При определении количественных характеристик влажного воздуха водяной

пар считается идеальным газом, смесь сухого воздуха и водяного пара - подчиняющейся уравнениям идеального газа, а состояние пара во влажном воздухе - зависящим только от температуры.
2.Физические свойства влажного воздуха.

Основными характеристиками влажного воздуха являются:

Абсолютная влажность D — это количество водяных паров, содержащихся в 1м3 влажного воздуха. Абсолютная влажность численно равна плотности пара, т.е. D=ρн

Относительная влажность воздуха φ выражается отношением абсолютной влажности D к максимально возможной его влажности при том же давлении и температуре или отношением массы водяного паpa , заключенной в 1м3 влажного воздуха, к массе водяного пара, необходи-

мой для полного насыщения 1м3 влажного воздуха при тех же давлении и температуре.

φ = ρп нп н ,

где рп -парциальное давление пара во влажном воздухе, соответствующее его плотности ρп Па; рн - давление насыщенного пара при той же температуре, Па ; ρн -максимально возможное количество пара в 1м3 насыщенного влажного воздуха, кг/м3.

Плотность влажного воздуха ρ: ρ= ρп+ ρс.в.

где ρп, ρс.в.- плотность водяного пара и сухого воздуха, соответственно, кг/м3.

ρп= φ ρн ; ρс.в.= рс.в. /Rс.в.T

где рс.в. - парциальное давление сухого воздуха, Па;- Rс.в газовая постоянная сухого воздуха, Дж/кгК.

Влагосодержание воздуха d, выраженное в граммах водяного пара на 1 кг сухого воздуха:

d = (ρпс.в.)*1000 или d =622(рпс.в.)=622φрн/(B- φ рн),

где В- барометрическое давление влажного воздуха, Па.

Максимально возможное содержание влаги в воздухе при φ = 1

d мах=dн=622рн / (B- рн).

Парциальное давление паров рн и сухого воздуха рс.в. можно определить по формулам:

Рн= Вd /(622+ d); рс.в.= 622В/(622+ d)

Влагосодержание влажного воздуха х, выраженное в килограммах водя­ного пара на 1кг сухого воздуха: х=0,622рп / рс.в.=0,622 φ рн /(B- φ рн).

Энтальпия влажного воздуха Н равна сумме энтальпий водяного пара и сухого воздуха:

Н=хhп+cc.в.t, (*)

где cc.в.- удельная теплоемкость сухого воздуха, кДж/кгК; t -температура воздуха, °С; hп - энтальпия пара, кДж/кгК.

Энтальпия 1 кг водяного пара определяется по эмпирической формуле:

hп = hо +сп t = (2493+1,97) t,

где hо - 2493 - энтальпия пара при 0° С , кДж/кг; сп=1,97 удельная теплоемкость пара, кДж/кгК.

Подставив значения hп в выражение (*) и принимая удельную теплоемкость сухого воздуха постоянной и равной 1,0 кДж /(кг.К), найдем энтальпию влажного воздуха:

Н = t + x(2493 +1,97 t ) = t + 0,001 d (2493 + I,97 t).
^ 3.ИЗОБРАЖЕНИЕ ОСНОВНЫХ ПРОЦЕССОВ ВО ВЛАЖНОМ ВОЗДУХЕ НА Н,d-ДИАГРАММЕ.

Процессы теплообмена в теплоэнергетических установках и аппаратах сопровождаются, как правило, нагреванием или охлаждением в рекуперативных теплообменниках, увлажнением или осушением воздуха в смесительных аппаратах.

Иногда эти процессы протекают при смешении воздуха с различными, параметрами.

Процесс нагревания или охлаждения воздуха в рекуперативном теплообменнике (калорифере) сопровождается изменением его температуры, энтальпии и относительной влажности без изменения влагосодержания, т.е.процесс идет при d =const.

На H,d-диаграмме (рис.) процесс нагревания воздуха изображается вертикалью, проведенной вверх от точки A,характеризующей начальное состояние воздуха до точкиВ,соответствующей его конечному состоянию при нагреве до заданной температуры t1. Парциальное давление насыщенного пара Pн возрастает, относительная влажность φ снижается.

Охлаждение воздуха в рекуперативных теплообменниках также происходит при d=const, и на H,d-диаграмме этот процесс изображается вертикалью ВА.



Рис. Изображение основных процессов в Н,D-диаграмме.

Если охлаждение воздуха продолжить до пересечения вертикали с линиyей φ = 100 % (точка С1 процесса В1С1), то такое состояние будет соответствовать насыщенному воздуху, а

температура будет называться температурой точки росы tp. Охлаждение воздуха ниже tp приведет к конденсации водяного пара и выпадению влаги, т. е. начнется осушение воздуха. Процесс осушения влажного воздуха изображается линией С1/С2, совпадающей с φ = 100 %. Количество выпавшей влаги будет выражаться разностью влагосодержаний в начале и конце процесса (d1 - d2).

Адиабатное охлаждение воздуха происходит в том случае, когда вся теплота, необходимая для испарения влаги, поступает из воздуха. Процесс испарения (или сушки) при этом происходит по адиабате. Воздух, отдавая теплоту, охлаждается и увлажняется, в результате чего увеличи-

вается его влагосодержание d и относительная влажность φ.

Температура испаряющейся влаги постепенно устанавливается постоянной и называется температурой мокрого термометра t м. Температура мокрого термометра является температурой воздуха, соответствующей его насыщению в адиабатных условиях, поэтому ее еще называют переделом адиабатного охлаждения воздуха.

При расчете установок кондиционирования воздуха и сушильных установок, использующих принцип многократной циркуляции, когда свежий воздух смешивается с некоторой частью отработавшего воздуха и эта смесь вновь поступает в аппарат, необходимо знание процессов смешения и опре­деления параметров смеси влажного воздуха.

На рис.показано смешение воздуха с различными параметрами. Воздух с параметрами d1 и Н1 (точка А), масса которого G1 смешивается с воздухом в состоянии В, массой G2 ипараметрами Н2, d2. Уравнение тепло­вого баланса процесса смешения можно записать:

G1 Н1+ G2 Н2=(G1+G2) Нc.м. (*)

Отношение G2 / G1= К и называется кратностью смешения или коэффи­циентом рециркуляции это отношение количества воздуха с большим влагосодержанием к количеству воздуха с мень- шим влагосодержанием.

Из уравнения (*) можно получить:

НС.М..= Н1+ Н2К /1+К;

Из уравнения материального баланса процесса смешения влажного воздуха

G1,d1 + G2d2=(G1+G2)dС.М.

Можно получить выражение для определения влагосодержания смеси dС .М.

dС .М.= d1+ d2К / 1+К

Точка С, характеризующая параметры смеси dС .М , НС.М., делит прямую АВ на отрезки, отно- шение которых равно К и лежит тем ближе к точке А, чем меньше К, т. е.

К=( dС .М.- d1 )/( d2- dС .М.)=АС/СВ

Если точка, определяющая состояние смеси окажется ниже кривой насыщения (точка С1), то это говорит о конденсации водяных паров при смещении. Точка С1, соответствует состоянию пересыщенного воздуха (воздух имеет влагу в капельном состоянии). Действительное состояние смеси определяется точкой С2, лежащей на пересечении φ = 100 % и HС1 -const, так как капельная влага имеет ту же температуру,что и смесь,а ее этальпия мала по сравнению с энта-

льпией влажного воздуха. Количество влаги, находящейся в смеси в капельном состоянии, вы- ражается разностью влагосодержаний в точках С1, и С2.



Рис. Смешение воздуха различных параметров
^ 4.ПРОЦЕССЫ ТЕПЛОМАССООБМЕНА В СМЕСИТЕЛЬНЫХ ТЕПЛООБМЕННИКАХ

В смесительных теплообменниках, как уже отмечалось, в зависимости от условий процесса тепломассообмена, происходит осушение или увлажнение воздуха. Кроме того, температура воды изменяется непропорционально количеству теплоты, отданной или полученной воздухом, потому что часть этой теплоты затрачивается на испарение воды или конденсацию паров. Все эти обстоятельства необходимо учитывать при составлении теплового баланса смесительного теплообменника.

Например, для скруббера (рис.) уравнение теплового баланса при противоточном движении воды и воздуха можно записать в следующем виде:

^ GH1 +WCBt2/ =( G ± ∆W)H2+( W ± ∆W)t2 //CВ

где∆W -количество влаги, сконденсировавшейся из воздуха или испарив­шейся из воды; H1 , и Н2 - энтальпии влажного воздуха на входе и выходе из скруббера; G-количество поступающего воздуха; W-количество воды, поступающей в скруббер. Так как ∆W <<W, то величину ∆W обычно не учи­тывают.

Рис. Процессы тепломассообмена между воздухом и водой в скруббере на Н,D-диаграмме.

Процесс тепломассообмена между влажным воздухом и водой в H,D-диаграмме представляют как смешение свежего воздуха, поступающего в аппарат, на обработку и воздуха,насыщенного влагой в пограничном слое воды, поступающей в аппарат, и имеющего температуру воды и относительную влажность φ = 100 %.

Построение процесса обработки воздуха в скруббере строится по ступеням, условно разбивая все его пространства на n участков по вертикали (рис), тем самым разбивая весь перепад энтальпий (Н1,Н2) также на n участков.





Рис. Процессы тепломассообмена между воздухом и водой в скруббере при прямотоке (а) и противотоке (б).

На диаграмме наносятся: точка А с начальными параметрами воздуха Н1,и t1/ и точки С и D, соответствующие начальной t1' и конечной t2" температурам воды и относительной влажно-сти φ = 100 %.От сечения к сечению происходит изменение параметров воды и влажного воз- духа, и если взять достаточно большое количество участков, то можно получить плавную кри- вую процесса тепломассообмена между водой и воздухом. При противоточной схеме движения воды и воздуха(в данном случае происходит осушка воздуха),на рис, ∆Н изменение энтальпии на каждом участке будет равно и полный перепад энтальпий будет (H1-H2) Значение энтальпий в каждом сечении можно определить следующим образом: в сечении а-а На =Н1- ∆Н, в сечении б-б Нб =Н1-2∆Н, в сечении в-в НВ=Н1-3∆Н .В i-м сечении Hi= H1 - i ∆H.

Для каждого участка скруббера можно записать уравнение теплового баланса в следующем виде: для сечения а-а ; GH1 +WCBt2а = GH а +WCBt2// ;

для сечения б-б; GHа +WCBt2б= GHб +W t2а CB ;

откуда t2а= t2//-G∆Н / WCB ; t2б=t2а- G∆Н / WCB

Аналогичные уравнения можно составить для последующих участков и определить температуры воды в каждом промежуточном сечении. Процесс осушки воздуха при противотоке строится следующим образом.Точка А, соответствующая начальным параметрам воздуха,соединяется с точкой D, которая определяет конечные параметры воды и является пересе­чением изо- термы t2// и относительной влажности φ = 100 %. Пересечение прямой AD и линии На=соnst даст точку а, которая соответствует параметрам воздуха в сечении а-а. Точка б, характеризующая параметры воздуха в сечении б-б, является пересечением прямой,cоединяющей точку а и точку пересечения изотермы t2а с φ = 100 %, и линии Нб =const.

Для получения последующих точек процесса осушки воздуха рассуждения аналогичны.

Построения процессов увлажнения воздуха при противотоке и увлажне­ния (осушки) воздуха при прямотоке аналогично.Например,для прямоточных схем движения воды и воздуха уравнения для определения температур воздуха в рассматриваемых сечениях будут:

t2а= t2/+G∆Н / WCB ;

t2б=t2а+G∆Н / WCB .

Определение температур воздуха в последующих сечениях производится аналогичным способом. Средняя разность температур в смесительных теплообменниках определяется по формуле ∆tСР=1 / ∑ ( в )/ ∆tПР , где в - отношение изменения температуры воздуха в ступени к полному изменению его температуры в смесительном теплообменнике;tПР - разность температур воды и воздуха для одной ступени.


^ 5.ТИПЫ СМЕСИТЕЛЬНЫХ ТЕПЛООБМЕННИКОВ

В различных отраслях промышленности широкое применение нашли теплообменные аппараты контактного типа, в которых тепломассообмен между теплоносителями происходит при их непосредственном смешении. Аппараты такого типа применяются для утилизации теплоты отходящих газов, для очистки воздуха или газов, в системах кондиционирования воздуха,для выпаривания растворов и т. д.По принципу действия это, как правило, аппараты непрерывного действия. По своему назначению смесительные теплообменники можно разделить на кондиционеры, скрубберы полые, насадочные и с псевдоожиженной насадкой, барботажные и тарельчатые колонны, трубы Вентури и др. Рассмотрим более подробно некоторые типы смесительных теплообменников. Полые или безнасадочные камеры (рис. а) применяют в системах кондиционирования воздуха для его термовлажностной обработки. В таких камерах распыление воды в воздушную среду осуществляется форсунками и контакт между водой и воздухом происходит на поверхности образующихся капель. Каскадные аппараты, в которых внутри устанавливаются горизонтальные либо наклонные полки (рис. в), по которым жидкость стекает сверху вниз под действием сил тяжести.

Пенные смесительные теплообменники (рис.б) применяются для очистки газов от плохо смачиваемой пыли. Скорость газа, набегающего на решетку, составляет 2 - 2,5 м/с. В таких аппаратах подвод газа вверх и слив жидкости вниз осуществляется через одни и те же отверстия в решетках.

Полые скрубберы (рис. а), получившее наибольшее распространение среди смесительных теплообменников, предназначены для термовлажностной обработки и очистки газов. Они могут работать с полным или частичным испарением орошающей жидкости. Полые скрубберы представляют собой колонны круглого или прямоугольного сечения. Орошающая жидкость подается сверху, дробится на капли механическими форсунками, а обрабатываемый газ со скоростью 0,7 - 1,5м/с направляется, как правило, снизу вверх. При установке каплеуловительных устройств скорость газа может достигать 8 м/с в пересчете на полное поперечное сечение аппарата. Насадочные скрубберы (рис. д ) применяют для термовлажностной обработки газов. Применение их для очистки газов нецелесообразно, так как насадка может забиваться пылью в процессе работы, в связи с чем эффективность их работы резко падает. Преимуществами насадочных скрубберов, по сравнению с безнасадочными, является большая компактность, однако, они обладают и большим гидравлическим сопротивлением. Различные типы насадок, применяемых в насадочных скрубберах, представлены на рис.


Рис .Типы смесительных теплообменников: а -полый форсуночный; б -пенный; в – барботажный тарельчатый каскадного типа; г - водоподогреватель с погружным трубчатым

барботером ; д - насадочный; Г— газ; Ж- жидкость; 1 - решетка (тарелка); 2 – насадка.

В пленочных подогревателях смесительного типа нагревают воду водяным паром до температуры, близкой к температуре насыщения. Такие аппараты конструктивно проще поверхностных теплообменников, компактнее, имеют меньшие габаритно-весовые показатели и большие коэффициенты теплоотдачи. Скрубберы с псевдоожиженной насадкой( рис ) работают в режиме "кипящего слоя" и применяются для нагрева жидкостей и охлаждения газов. Интесификация процесса охлаждения газа достигается за счет увеличения скорости в псевдоожиженном слое до 6 м/с в расчете на свободное сечение аппарата, что приводит к повышению скорости испарения жидкости. Коэффициент теплоотдачи от газа к жидкости в расчете на единицу площади поперечного сечением можно рассчитать по формуле. Nu=2,62 ReГ0,79СТ/dШ)0,3

где Re = wГ√-σ / ρЖ g υГ - число Рейнольдса; σ ,ρЖ - коэффициент поверхностного натяжения и плотность орошающей жидкости; dШ - диаметр шаров насадки; Нст - высота неподвижного слоя: насадки (НСТ = (5-8)dш); wГ - скорость газа в расчете на свободное скчение аппарата. Струйные смесительные теплообменники (скрубберы Вентури) применя- ются для нагрева воды эжектирующим или эжектируемым паром [3], для охлаждения газов и для пылеулавливания вишнев, обеспечивая низкую остаточную концентрацию пыли.

Скрубберы Вентури представляют собой трубу типа конфузор- диффузор, отличающиеся друг от друга способом пoдвода жидкости. Скорость движе­ния газа может достигать 150 м/с, а скорость капель на выходе из трубы Вентури составляет (0,25-0,45) скорости газа [1].

В смесительных теплообменникгах коэффициент,теплопередачи ^ К и коэффициент теплоотда- чи а имеют одинаковое значение,поскольку при тепломассообмене между теплоносителями отсутствует разделительная стенка. Расчетные формулы могут выражаться как через К , так и через а. Во многих случаях расчет таких аппаратов проводят по объемному коэффициенту те- плопередачи КV и уравнение теплопередачи при этом будет иметь вид:

Q= КVV ∆tСР ,

где КV- объемный коэффициент теплопередачи, отнесенный к 1 м3 полезно­го объема аппарата, Вт / (м3 К); V — полезный объем аппарата, м3; ∆tСР - сред­няя разность температур теплоносителей.




Объемный коэффициент теплопередачи ^ Kv определяется опытным путем

Рис. 1.35. Типы насадок: а — кольца Рашига; б - седла Берля; в - кольца с перего­родками; г - шары; д - пропеллерная насадка; е — кольца Палля; ж - хордовая на­садка; з - спирали; и - керамические блоки


Рис. Скруббер с псевдоожиженной насадкой: ^ 1- опорно-распределительная решетка: 2 - насадка; 3 - ограничительная решетка; 4 - форсунки; 5 - брызгоотделитель
6.Газовые ХУ

При температурах особенно в креогенной области не существует хладогентов в жидком состоянии,либо они по т/д свойствам не могут быть использованы в качестве хладогентов.Поэтому при низких температурах 220-120К и креогенных с t=120-4К в качестве рабочих тел применяют газы при температура > критических.В области температур >120К чаще всего используют воздух и установки называют воздушными ХУ.

Д - детандер

3-4 изобарный подвод теплоты в теплообменнике.

Термодинамический КПД< чем в?

Холодильный коэффициент может быть определен следующим образом:

ε Т=q0/LЦ=q0 / LК-LР LР- работа детандера

q0 Р 14 )

LК Р 21 )

LqР 34 )

ε Т=(Т14 ) / (Т21 ) - (Т34 )

Принимаем что теплоемкость не зависит от давления и температуры:

2 / Т1) = (Т3 / Т4);

2 / Т3) = (Т1 / Т4);

2 / Т3) - 1 = (Т1 / Т4) – 1 ;

В результате преобразования ;

ε Т= 1 / (Т2 / Т1) – 1 ;

Применение дроселирования вместо детандера не выгодно по Т/Д соображениям.Цикл воздушной машины м/б сопоставлен с циклом паровой машины 1-2/ - 3-4 работает в интервале температур ТО.С. = Т3 и Т0 = Т1;

ε Т /= 1 / / (Т3 / Т1) – 1 ;

ε Т – также будет < чем паровой.

Абсорбционные холодильные машины.

Особенностью АХМ использование не их энергии ,а тепловой,подводимой с помощью горячей воды,пара,д.г, который часто является отходами технологического производства. В АХМ применяются бинарные смеси состоящие из хладогента и абсорбента Температура кипения смеси отличается от температуры кипения компонентов.Поскольку в конденсаторе и абсорбере теплота отводится на температурном уровне ТС и суммарное изменение энтропии в цикле = 0,то можно записать

(qГ / ТГ) + (q0 / Т0 ) = (qК / qА) / ТС

ε = (q0 / qГ) = ( 1 / ТС – 1 / ТГ ) / ( 1 / Т0 – 1 / ТС )

ε - ↑ c ↑ ТГ и Т0 и ↓ с повышением температуры охл.воды ТС

↑ qГ , ↑ q0 , ↓ qА , ↓ qК

Наибольшее распространение получили : водоаммиачные и бромистолитиевые,



^ Рис.Принципиальная схема водоаммиачной АХМ: Г - генератор; А - абсор­бер;

И- испаритель; Кн - конденсатор; Н - насос; Др-1, Др-2 - дроссели; ТО-1, ТО-2 - теплообменники; Д – дефлегматор.

В испарителе за счет подводимой от охлажд.обьекта теплоты происходит кипение NH4 при t-ре T0. Пары попадают в абсорбер где поглащается слабым

аммиачным раствором поступающим из генератора ч/з ^ ТО-2 и дроссель.Процес

абсорбции сопровождается выделением тепла q0 ,которое отводится от охлаж-

дающей воды крепким раствором из абсорбера насосом подается ч\з ^ ТО2 в гене-

ратор с давлением РК. Пары NH4 из генератора отправляются в конденсатор, а

слабый аммиачный раствор с малой концентрацией NH4 из нижней части генера-

ра ч\з ТО2 и дроссель возвращается в абсорбер.Пары NH4 в конденсаторе конде-

нсируются при температуре tК ,а qК – отводится охлаждающей водой.Жидкий

NH4 ч/з дроссель 1 возвращается в испаритель.

Тепловой баланс установки:

qК+ qа= q0+ qГ+ℓН

Коэффициент храктеризующий эффективность ХМ наз.тепловым коэффици-том

ε а = qа / qГ

t0= tН - ∆ТИ

tК= tС - ∆ТК

tН – температура охлаждающей среды на выходе из испарителя.

tС - температура охлаждающей среды на выходе из кондесатора.

∆ТИ – разность температур м/у хладоносителем и температурой кипения на выходе.

ТК - разность температур м/у температурой конденсаций и температурой охлаждающей воды на выходе.
Удельная теплота конденсации – разность энтальпий сухого насыщенного пара

и насыщенной жидкости. Тепловые нагрузки ТО-1, ТО-2 и разность энтальпий

на входе и выходе теплоносителя при его охлаждении и входе и выходе тепло- носителя при его нагреве.Удельная холодопроизводительность установки – раз-

ность энтальпий сухого насыщенного пара и жидкости при давлении Р0

Удельный расход теплоты q= 1/ ε а = qГ/ q0

Массовый расход рабочего агента G=Q0/ q0

Тепловые нагрузки на тепловые нагрузки на тепловые аппараты

QА= G qа

Водоаммиачные ХМ применяют при Т-ре -30-600С ε а=0,4-0,5

В холодильной технике также используют бромистолитиевые в которых абсор-

бент-бромистый литий,хладогентом является водаε а=0,6-0,7.
7.^ Оборудование АХМ

К основному оборудо­ванию АХМ относятся генераторы, абсорберы,дефлегма-

торы, испарители и конденсаторы.Генераторы водоаммиачных АХМ по конст-

рукции делятся на вертикальные и горизонтальные кожухотрубчатые, элемент-

ные и двухтрубные; по принципу действия - на пленочные и затопленные. Вертикальные пленочные генераторы применяются в крупных АХМ из-за малой металлоемкости и малой занимаемой площади.

Если в качестве греющей среды в АХМ используют дымовые газы, то чаще всего применяются горизонтальные кожухотрубчатые генераторы затопленного типа (рис). Горизонтальная часть аппарата- котел с дымогарными трубами диаметром 45x3 мм и двумя коробами - передним и задним, футерованными огнеупорным кирпичом. Газы из топки с температурой око­ло 650 °С проходят внутри труб, охлаждаются до температуры 200 °С и че­рез задний короб направляются в дымосос . В среднюю часть вертикально расположенной ректификационной колонны поступает крепкий раствор. Образующийся пар (смесь аммиака и воды) проходит через тарелки колонны, ректифицируется и концентрация паров аммиака повышается. Жидкость стекает вниз по насадке и в виде слабого раствора отводится через нижний штуцер. Уровень раствора в генераторе поддерживается выше верхнего ряда дымогарных труб.



Рис.Горизонтальный кожухотрубчатый генератор АХМ.

Абсорберы водоаммиачных АХМ но принципу действия и конструкции классифицируются аналогично генераторам. Абсорберы пленочного типа используются в низкотемпературных установках в основном с горизонтальным расположением элементов .

В вертикальных абсорберах (рис.) необходимо обеспечить высокую плотность орошения. Слабый раствор подается в межтрубное пространство на распределительную решетку 7, через которую проходят трубы абсорбера 2 и слабый раствор пленкой стекает по наружной поверхности труб.


Рис.Вертикальный кожухотрубчатый абсорбер АХМ

Пары аммиака подводятся в середине корпуса в мсжтрубное пространство и поглощаются раствором. По трубкам проходит охлаждающая вода, которая отводит теплоту, выделяющуюся в процессе абсорбции аммиака раствором. При переполнении раствором пространства над решеткой избыток его сливается в нижнюю часть абсорбера через переливные трубы 3.

Дефлегматор - это аппарат, предназначенный для окончательной отгонки аммиака от паров воды и для образования флегмы. Его чаще всего выполняют в виде кожухотрубчагого элементного теплообменника.

Испарители и конденсаторы АХМ применяют из такие же и из тех же матери-

алов,что и ПКХМ.


Скачать файл (8092.3 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации