курсовая Попов И.Л. Рекуперативные теплообменные аппараты непрерывного действия (Курсовая работа) Направление 13. 03. 01 Теплоэнергетика и теплотехника Профиль Энергообеспечение предприятий
 Скачать 199.2 Kb.
|
|
Министерство образования и науки Российской Федерации ФГАОУ ВО «Северо-Восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова» Физико-технический институт Кафедра «Теплофизика и теплоэнергетика» Рекуперативные теплообменные аппараты непрерывного действия (Курсовая работа) Направление: 13.03.01 Теплоэнергетика и теплотехника Профиль: Энергообеспечение предприятий Выполнил: студент 4 курса Группы ЭО-17 ФТИ СВФУ Попов И.Л. Проверил: Тимофеев А.М. Якутск, 2020 ВведениеРазвитие силовых установок во всех областях техники в настоящее время характеризуется резким увеличением мощности в одном агрегате, повышением эффективного коэффициента полезного действия установок. Успешное решение этих задач невозможно без применения совершенных теплообменных устройств. В зависимости от назначения аппараты используют как нагреватели и как охладители. Теплообменники по способу передачи теплоты подразделяют на поверхностные, где отсутствует непосредственный контакт теплоносителей, а передача тепла происходит через твёрдую стенку, и смесительные где теплоносители контактируют непосредственно. Поверхностные теплообменники в свою очередь подразделяются на рекуперативные и регенеративные, в зависимости от одновременного или поочерёдного контакта теплоносителей с разделяющей их стенкой. Рекуперативными называют теплообменники, в которых теплообмен между теплоносителями происходит через разделяющую их стенку. Они могут работать как в непрерывном, так и в периодических режимах. Большинство рекуперативных теплообменников работают в непрерывном режиме. Целью моей курсовой работы является изучение принципов работы рекуперативных теплообменных аппаратов, а также изучение их видов и классификаций. Актуальность: Рекуперативные теплообменные аппараты имеют широкое применение в различных сферах: на предприятиях, в отрасли энергетики, в химической промышленности, в коммунальном хозяйстве и т.д. СодержаниеВведение……………………………………………………………………………...2 Содержание…………………………………………………………………………..3 Глава 1. Оросительные теплообменники……...…………………………………...4 Глава 2. Погружные теплообменники……………………………………………...6 Глава 3. Испарители и пароопреобразователи…………………………………….8 Заключение………………………………………………………………………….11 Литература…………………………………………………………………………..12 Глава 1. Оросительные теплообменникиУстройство и принцип работы Оросительные теплообменники применяют главным образом в качестве холодильников для жидкостей и газов или как конденсаторы паров. Оросительный теплообменник представляет собой змеевик (рис. 1), по которому протекает охлаждаемый теплоноситель.  Снаружи трубы орошаются водой, которую подают в распределитель - желоб 3. Вода, последовательно перетекая по наружным поверхностям труб змеевика, частично испаряется. Неиспарившаяся вода поступает в корыто 4. За счет испарения части воды процесс теплообмена идет интенсивнее, а расход воды на охлаждение в оросительных теплообменниках ниже, чем в холодильниках других типов. Однако при этом происходит необратимая потеря испарившейся воды, а также увлажнение окружающего воздуха. Поэтому оросительные теплообменники чаще устанавливают на открытом воздухе, а при установке в помещениях снабжают кожухом и подключают к системе вытяжной вентиляции. Оросительный холодильник состоит из: 1 – трубы; 2 – соединительные колена (калачи); 3 – желоб для распределения охлаждающей воды; 4 – корыто для сбора воды.Достоинства оросительных теплообменников: Простота изготовления и низкая стоимость; Легкость чистки наружных стенок труб; Интенсификация теплообмена за счет частичного испарения воды; Меньший расход охлаждающей воды. Недостатки оросительных теплообменников: Безвозвратная потеря испарившейся воды и увлажнение воздуха; Громоздкость оросительных теплообменников (особенно снабженных кожухами для работы внутри помещений); Неравномерность смачивания труб (нижние ряды могут слабо смачиваться и практически не участвовать в теплообмене). В химической промышленности подобные теплообменники используют для охлаждения химически агрессивных сред, например, серной кислоты, поскольку они просты в изготовлении и могут быть выполнены из коррозионно-стойкого дешевого материала, плохо поддающегося обработке, например, из кислотоупорного ферроси- лида. Глава 2. Погружные теплообменникиУстройство и принцип работы Погружные теплообменники (рис.2) представляют собой змеевик 2, помещенный в сосуд 1 с жидким теплоносителем I. Другой теплоноситель II движется внутри змеевика. Скорость движения теплоносителя I в сосуде аппарата мала вследствие большой площади сечения аппарата, что обуславливает низкие значения коэффициента теплоотдачи между наружной поверхностью змеевика и теплоносителем I. Иногда для увеличения этого коэффициента теплоотдачи увеличивают скорость циркуляции теплоносителя в аппарате путем установки направляющего стакана 3, который упорядочивает движение теплоносителя, заставляя его направленно обтекать змеевик. При этом жидкость движется либо за счет естественной конвекции, либо принудительно под действием мешалки 4. Зачастую погружной змеевик крепят к крышке аппарата, что позволяет при чистке и ремонте извлекать его из аппарата вместе со снятой крышкой. (  Рис.2). Теплообменный аппарат с погружным змеевиком: 1 – сосуд аппарата; 2 – змеевик; 3 – стакан; 4 – мешалка; I, II – теплоносители Достоинства погружных теплообменников: Простота устройства и низкая стоимость изготовления. Доступность наружной поверхности для чистки. Возможность работы при больших давлениях внутри змеевика. Высокий коэффициент теплоотдачи внутри змеевика за счет высокой скорости теплоносителя в змеевике. Недостатки погружных теплообменников: Небольшая поверхность теплопередачи (менее 15 м 2). Недоступность внутренней поверхности змеевика для чистки. Низкий коэффициент теплоотдачи со стороны наружной поверхности змеевика. Змеевиковые теплообменники (погружные, оросительные, змеевики, приваренные к наружным стенкам аппаратов) наиболее эффективно используют для охлаждения и нагрева сильно агрессивных сред, когда необходимо применение химически стойких материалов, из которых затруднительно или невозможно изготовить трубчатые теплообменники. Кроме того, эти аппараты пригодны для процессов теплообмена, протекающих под высоким давлением. Однако аппараты таких конструкций работают лишь при умеренных тепловых нагрузках. Глава 3. Испарители и пароопреобразователиИспаритель представляют собой сосуд вертикального типа, предназначенный для получения дистиллята в циклах паротурбинных установок электростанций, а паропреобразователь для выработки вторичного пара для общестанционных нужд и внешних потребителей. Испаритель представляет собой сосуд вертикального типа, основными элементами которого являются корпус, греющая секция и двуступенчатые паропромывочные устройства. Греющая секция крепится внутри корпуса и состоит из цилиндрической обечайки, двух трубных досок и завальцованных в трубные доски труб поверхностей теплообмена. Внутри корпуса над греющей секцией установлены два промывочных устройства, а также жалюзийный сепаратор для уменьшения влажности пара. Применение двух ступеней паропромывочных устройств и жалюзийного сепаратора позволяет получить пар высокого качества, удовлетворяющий требованиям правил технической эксплуатации тепловых электростанций. Паропреобразователь отличается от стандартных испарителей тем, что имеется две ступени испарения, а корпус греющей секции совмещен с корпусом испарителя. Работа паропреобразователя идентична работе испарительной установки, поэтому установки, работающие в режиме паропреобразования, комплектуются испарителями. 1 – вход греющего пара; 2 – выход вторичного пара; 3 – выход конденсата; 4 – вход промывочной питательной воды; 5 – продувка; 6 – вход питательной воды; 7 – вход промывочного конденсата, 8 – присоединение к предохранительному клапану; 9 – люк.  Работа испарителя протекает следующим образом: первичный пар поступает в греющую секцию и, проходя в межтрубном пространстве, конденсируются на наружной поверхности труб. Питательная (химически очищенная) вода поступает через регулирующий клапан в водораспределительное устройство над паропромывочным дырчатым листом, откуда по опускным трубам сливается в нижнюю часть корпуса и заполняет корпус и трубки греющей секции. За счет теплоты конденсации первичного пара происходит испарение части воды в трубках, где образуется пароводяная смесь. Таким образом, в трубках греющей секции создается подъемное движение воды, а в кольцевом зазоре между корпусом и греющей секцией – опускное, т. е. осуществляется естественная циркуляция жидкой фазы. Образовавшийся (вторичный) пар, пройдя через слой воды над греющей секцией, поступает в паровое пространство испарителя, проходит через слой промывочной воды над одним или двумя паропромывочными листами, жалюзийный сепаратор отводится из испарителя. Испарители и парообразователи широко применяются для уменьшения и восполнения потерь конденсата, а также во многих технических процессах. Паропреобразователи вырабатывают пар пониженного давления на греющем паре высокого давления, сохраняя при этом конденсат. Испарители применяются на электростанциях для восполнения потерь конденсата. ЗаключениеРекуперативный теплообменный аппарат – это такие аппараты, в которых тепло от горячего теплоносителя к холодному передается через разделяющую их стенку. Примером таких аппаратов являются паровые котлы, подогреватели, конденсаторы и др. Выполняя данную курсовую работу, я пришел к выводу, что разные виды теплообменников в разной степени полезны и имеют свою недостатки. Каждый теплообменник имеет свою задачу и выполняет ее так, как это нужно потребителю и является неотъемлемой частью технологической системы. Литератураhttps://muctr.ru/ https://studref.com/ https://gefest-nn.com/ https://helpiks.org/ |