Теплообменного
 Скачать 1.2 Mb.
|
Критерии подобияNu R0 / – критерий Нуссельта; Re w R0 / – критерий Рейнольдса; g R3 Ra 0 T Pr 2 g R3 – критерий Рэлея; Gr 0 T – критерий Грасгофа; 2 Pr a – критерий Прандтля. Индексы1 – параметры горячего теплоносителя; 2 – параметры холодного теплоносителя; пл – параметры пленки конденсата; п – параметры пара; ж – параметры жидкости. ВВЕДЕНИЕТеплообменнымаппаратомназывают устройство, предназначенное для передачи тепла от горячего теплоно- сителя к холодному теплоносителю. По принципу дей- ствия теплообменные аппараты можно разделить на четы- ре группы: рекуперативные, регенеративные, смеситель- ные и теплообменные аппараты с внутренним источником теплоты. Рекуперативными называют такие аппараты, в кото- рых теплота от горячего теплоносителя к холодному пере- дается через разделяющую их непроницаемую стенку. Теплообмен такого рода называют теплопередачей. В этом случае теплота от горячего теплоносителя к холодному теплоносителю передаётся в три этапа: конвекцией и, воз- можно, излучением от горячего теплоносителя к стенке, теплопроводностью внутри стенки и от стенки к холодно- му теплоносителю конвекцией и, если теплоносителем яв- ляется излучающий газ, то и за счёт теплового излучения. Большинство рекуперативных теплообменных аппаратов работают в стационарном режиме. Рекуператорами явля- ются парогенераторы, подогреватели, охладители, конден- саторы и т.п. Регенеративныминазывают такие аппараты, в кото- рых одна и та же поверхность нагрева через определенные промежутки времени омывается горячим или холодным теплоносителями. На первом этапе передачи теплоты го- рячий теплоноситель нагревает поверхность теплообмена (насадку). Затем через насадку пропускают холодный теп- лоноситель, который забирает аккумулированную насад- кой теплоту. Длительность периодов нагрева и охлаждения насадки зависит от конструкции и режима работы регене- ратора. Поскольку по мере нагревания и охлаждения тем- пература насадки и теплоносителей изменяется, то процесс теплообмена в регенеративных теплообменниках является нестационарным. К классу регенеративных теплообмен- ных аппаратов относят воздухоподогреватели доменных печей (кауперы), а также вращающиеся воздухоподогрева- тели парогенераторов. В смесительныхтеплообменныхаппаратахпроцесс передачи теплоты происходит при непосредственном со- прикосновении и частичном или полном смешении горяче- го и холодного теплоносителей. В этом случае процесс теплообмена протекает совместно с процессом массообме- на. Смесительными теплообменниками являются градирни тепловых электрических станций, скрубберы, бытовые смесители и т.п. В теплообменных аппаратах с внутренним источникомтеплоты тепловая энергия генерируется в самом теплооб- меннике из энергии другого вида и идет на нагрев холод- ного теплоносителя. В эту группу теплообменных аппара- тов входят ядерные реакторы и электрические водонагре- ватели.    а) б)    в) г)Рис. В. Основные схемы движения теплоносителей: а – прямоток; б – противоток; в – перекрёстный ток; г – сложный ток В зависимости от направления движения теплоносите- лей теплообменные аппараты можно подразделить на пря- моточные, противоточные, с перекрестным и сложным то- ком. На рис. 1 показаны основные схемы движения тепло- носителей. Если оба теплоносителя движутся в одном направле- нии относительно поверхности теплообмена, то такую схему движения теплоносителей называют прямоточной (рис. В, а), а если в противоположных направлениях – противоточной (рис. В, б). Схему движения теплоносите- лей называют перекрёстным током, если теплоносители движутся в перпендикулярных направлениях относитель- но поверхности теплообмена (рис. В, в). Схему движения теплоносителей называют сложным током, если на разных участках теплообмена теплоносители движутся относи- тельно поверхности теплообмена по разным схемам дви- жения (рис. В, г). |