|
|
Курсовая работа, расчет печи. Курсова_Печь. 1литературный обзор 2 1Принцип действия тепловых насосов 2
 СОДЕРЖАНИЕ
1ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 2 1.1Принцип действия тепловых насосов 2 1.2Компрессионные тепловые насосы 4 1.3Абсорбционные тепловые насосы 5 1.4Адсорбционные тепловые насосы 6 1.5Гидридные тепловые насосы 8 1.6Принцип действия, назначение и типы тепловых труб 8 1.7Теплообменники — утилизаторы теплоты на тепловых трубах 10 1.8Вентиляционно-отопительная установка с утилизацией теплоты 12 1.9Теплоутилизатор-вентилятор 14 2 Исходные данные 16 3 Расчетная часть 17 3.1 Расчет процесса горения 17 3.2 Расчет КПД печи, её полезной и полной тепловой мощности, и расхода топлива 22 3.3 Расчет поверхности нагрева радиантных труб и размеры камеры радиации 24 3.4 Расчет величины эксергий потоков, соствление энергетического и эксергетического балансов, разработка эксергетических и энергетических потоков через трубчатую печь 28 3.4.1 Эксергетический баланс трубчатой печи 28 3.4.2 Энергетический баланс трубчатой печи 31 Заключение 33 Список использованных источников 34
ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
Принцип действия тепловых насосов
Тепловой насос представляет собой устройство, реализующее процесс переноса низкотемпературной теплоты, не пригодной для прямого использования, на более высокотемпературный уровень. Иными словами, тепловые насосы являются трансформаторами теплоты, в которых рабочие тела совершают обратный термодинамический цикл, перенося теплоту с низкого температурного уровня на высокий. Таким образом из низкопотенциальной теплоты различного происхождения (природной возобновляемой теплоты грунтовых и поверхностных вод, теплоты грунта, атмосферного воздуха, а также сбросной техногенной теплоты технологических процессов промышленных производств, сточных вод биологических и других очистных сооружений) с температурой 0…50 °С вырабатывается тепло [1]. При этом количество получаемой полезной тепловой энергии среднего потенциала, за исключением потерь, равно сумме тепловых энергий низкого и высокого потенциалов, что обуславливает энергетическую и, как следствие, экономическую и экологическую эффективность тепловых насосов.
Существуют следующие типы тепловых насосов:
– парокомпрессионные;
– абсорбционные;
– адсорбционные
– гидридные;
– химические;
– термоэлектрические.
Массовое распространение пока получили парокомпрессионные тепловые насосы с электроприводом компрессора. Постоянно совершенствуются тепловые насосы абсорбционного типа, расширяется область их внедрения. В последние годы активизировались исследования адсорбционных тепловых насосов на твердых сорбентах.
Компрессионные тепловые насосы
Принцип работы компрессионных тепловых насосов (воздушно-компрессионных и парокомпрессионных) основан на последовательном осуществлении расширения и сжатия рабочего тела.
На рисунке 1 показана принципиальная схема компрессионного теплового насоса для использования низкопотенциальной тепловой энергии удаляемого из сушильной установки (СУ) воздуха. Пары рабочего тела (хладагента) засасываются из испарителя 1 компрессором 4, подвергаются сжатию и подаются в конденсатор 3. При сжатии возрастают температура и давление паров. В конденсаторе 3 при конденсации паров выделяется теплота, которая отводится. Из конденсатора сжиженное рабочее тело через регулирующий вентиль – дроссель 2 при снижении давления поступает в испаритель 1, где испаряется. Низкопотенциальная теплота подводится в испарителе, например, от воздуха или воды.
1 – испаритель; 2 – дроссель; 3 – конденсатор; 4 – компрессор
Рисунок 1 – Схема теплового насоса
Абсорбционные тепловые насосы
В абсорбционных тепловых насосах используется явление абсорбции паров низкотемпературных жидкостей пленками высокотемпературных жидкостей. На практике наибольшее распространение получили пары Н2О/LiBr, используемые в системах кондиционирования, и NH3/H2O, используемые в холодильной технике.
На рисунке 2 принципиальная схема абсорбционного цикла сопоставлена с компрессионной.
1 – компрессор; 2 – испаритель; 3 – конденсатор; 4 – абсорбер; 5 – насос; 6 – генератор
Рисунок 2 – Сопоставление простого абсорбционного (а) и
парокомпрессионного (б) циклов
Абсорбционный тепловой насос содержит испаритель и конденсатор, которые работают так же, как в парокомпрессионном цикле. Теплота подводится к испарителю, вызывая кипение хладагента при низком давлении. Полезное тепло отводится от конденсатора, внутри которого происходит конденсация при высоком давлении. Однако в абсорбционном цикле используется дополнительный контур, в котором течет жидкий абсорбент (растворитель). Испарившийся хладагент поглощается жидкостью при низком давлении. Затем жидкость специальным насосом перекачивается в область высокого давления, где происходит подвод тепла, и, несмотря на высокое давление, пары хладагента выделяются из жидкости. Поскольку смесь жидкого абсорбента и хладагента практически несжимаема, затраты мощности на насос пренебрежимо малы, и источником первичной энергии является только теплота, подводимая к генератору пара, который всегда имеет максимальную температуру цикла [2].
Абсорбционные тепловые насосы, представляющие собой по сути теплообменник, не имеют вращающихся и высоконапряженных деталей, поэтому их ресурс работы, определяемый исключительно коррозионной стойкостью конструкционных материалов, выше, чем парокомпрессионных тепловых насосов. Абсорбционные тепловые насосы позволяют получать более высокотемпературное тепло, например, воду с температурой выше 100 °С или пар, что трудноосуществимо в парокомпрессионных тепловых насосах.
Недостатком абсорбционных тепловых насосов является их чувствительность к влиянию силы тяжести, необходимость применения электрических насосов для перекачки жидкости, явление кристаллизации раствора LiBr в воде при повышенных температурах.
|
|
|
Скачать 0.64 Mb.