Материал: Конспект
17.Теплопередача
17.1 Плоска стінка
Теплопередача
є перенесенням|переносом|
теплоти між двома середовищами|середовищем|
через стінку, що розділяє їх. Теплопередача
включає: тепловіддачу від «гарячої»
рідини до внутрішньої поверхні стінки,
характеризується коефіцієнтом
тепловіддачі
і термічним опором тепловіддачі
;
перенесення|перенос|
теплоти теплопровідністю через матеріал
стінки, характеризується коефіцієнтом
теплопровідності
і термічним опором теплопровідності
;
тепловіддачу від зовнішньої поверхні
до «холодної» рідини, характеризується
коефіцієнтом тепловіддачі
і термічним опором тепловіддачі
.
Одношарова Багатошарова
Кількість теплоти через стінку:
Тепловий
потік
;
густина теплового потоку
.
Коефіцієнт тепловіддачі для одношарової
стінки
Коефіцієнт тепловіддачі для багатошарової (тришарової) стінки
Загальний|спільний|
термічний опір теплопередачі
Термічні
опори теплопровідності шарів
Термічні
опори тепловіддачі
.
17.2 Циліндрична стінка
Тепловий
потік
Лінійна
густина теплового потоку
Лінійний коефіцієнт теплопередачі для одношарової стінки:
Лінійний коефіцієнт тепловіддачі для багатошарової стінки
Загальний|спільний|
термічний опір теплопередачі
Термічні
опори тепловіддачі
Термічні
опори теплопровідності шарів
.
18. Теплообмінні|теплообмін| апарати
18.1 Класифікація апаратів
Теплообмінні|теплообмін| апарати призначені для передачі теплоти від одного теплоносія до іншого.
1. Апарати, в яких теплота між теплоносіями передається через відокремлювальну стінку, називаються рекуперативними.
2. Апарати, в яких поверхня теплообміну по черзі омивається то гарячим, то холодним теплоносієм, називаються регенеративними.
3. Апарати, в яких теплота між теплоносіями передається при їх безпосередньому контакті, називаються змішувальними|змішувач-відстійниками|.
4. Апарати з|із| внутрішніми джерелами теплоти – ядерні реактори; випарники з|із| зануреними пальниками.
|
|
1. Кожухотрубчастий теплообмінник: 1 – корпус; 2 – поверхня теплообміну у вигляді труб; 3 – трубні решітки; 4 – верхня і нижня кришки камери; 5, 6 – патрубки входу і виходу «гарячого» теплоносія; 7, 8 – патрубки «холодного» теплоносія; 9 – трубний простір; 10 –міжтрубний простір. |
2. Регенеративний теплообмінник: 1 – газохід; 2 – корпус апарату; 3 – листи, теплообмінна поверхня. |
|
|
3. Барометричний конденсатор: 1 – корпус; 2 – бризковловлювач; 3 – перфорована полиця; 4 - барометрична труба; 5 – гідравлічний затвор. |
4. Випарний апарат з зануреним пальником. |
18.2 Схеми руху теплоносіїв
1.
Паралельний рух в один бік
прямотечія.
2.
Паралельний рух в різні боки
протитечія.
3.
Взаємноперпендикулярний рух
перехресний струм|тік|.
4.
Якщо
одночасно спостерігається прямо-, проти-
і перехресний струм
змішана схема.
18.3 Основні рівняння розрахунку теплообмінних|теплообмін| апаратів
Рівняння теплового балансу
де
-
витрата і теплоємність;
- температура;
- коефіцієнт втрат теплоти в навколишньому
середовищі; «/»
- індекс входу в апарат;
«//» - індекс виходу з апарату; «1»
- «гарячий» теплоносій
(середовище); «2»
- «холодний» теплоносій
(середовище).
Загальне|спільне|
рівняння теплопередачі -
Середня
різниця температур (логарифмічна) -
- велика різниця температур;
- менша різниця температур.
Якщо
,
то
- середньоарифметична.
19. Паливо|пальне|
Елементарний
склад твердого і рідкого палива|пального|
А – зольність палива|пального|; W – вологість|вогкість| палива|пального|.
Склад
природного газоподібного палива|пального|:
метан -
залежно від родовища; вуглець -
,
в малих кількостях азот
,
водяна пара. При згоранні|згоряти|
утворюються димові гази:
які при реакції з|із|
водяною парою утворюють кислоти.
Пристрої|устрої|
призначені для спалювання палива|пального|,
називаються топками.
Тверде кускове паливо|пальне|
спалюється в шарових топках на колосникових
решітках. Колосникові решітки можуть
бути не рухомими|жвавими|
і рухомими|жвавими|
у вигляді транспортера. Тверде
паливо|пальне|
може спалюватися в топках з|із|
киплячим шаром. Рідке і газоподібне
паливо спалюється в камерах (факельних)
топках.
|
|
|
|
Шарова топка: 1 – камера; 2 – заванта-жувальний пристрій; 3 – зольник; 4 – зола, шлак; 5 – повітря; 6 – колосникова решітка; 7 – паливо; 8 – полум’я; 9 – димові гази. |
Камерна (факельна) топка: 1 – камера; 2 – стіни; 3 – димові гази; 4– пальник; 5 – паливо; 6 – повітря; 7 – факел; 8 – під топки.
|
Циклонна топка |
Топка з киплячим шаром: 1 – камера; 2 – стіни; 3 – димові гази; 4 – паливо; 5 – колосни-кова решітка; 6– повітря. |
Кількість
теплоти, що виділяється при згоранні 1
кг (м3)
палива і охолодженні продуктів згорання
до початкової температури процесу,
називається теплотою згорання палива
-
.
Якщо теплота згорання враховує теплоту
конденсації водяної пари, тоді її
називають вищою
.
20. Котельні агрегати
Пристрій|устрій|, призначений для отримання|здобуття| гарячої води або пари підвищеного тиску|тиснення| за рахунок теплоти спалюваного палива|пального|, називається котлоагрегатом|. Внутрішній простір|простір-час| котлоагрегату| обмежено стінками, його розділяють на дві частини|частини|: топка|багниста| і газохід. У топці по стінках розташовані|схильні| екранні випарні|випарювальні| труби,|труба-конденсатори| в яких кипить вода. У газоході у вигляді змієвикової трубчастої поверхні нагріву розташовані|схильні|: перегрівник і економайзер; а у вигляді прямих труб|труба-конденсаторів| повітропідігрівник|. Повітря в топку подають вентилятором, а димові гази видаляють|знищують| димососом|. Робота котла забезпечується пристроями|устроями| по підготовці води, палива|пального|, повітря, видалення|віддалення| газів. Котлоагрегат спільно з|із| допоміжними пристроями|устроями| називається котельною установкою.
На рисунку представлена|уявляти| схема котла середнього тиску|тиснення| П – образної компоновки|компонування|.
Схема котельної установки:
1 – пальник: 2 – топка; 3 – підіймальні|підйомні| кип'ятильні труби; 4 – кип'ятильний пучок| (фестон); 5 – барабан котла; 6 – опускні труби; 7 – нижні колектора; 8 – пароперегрівник; 9 – економайзер, труби|труба-конденсатори| ребристі; 10 – повітропіді-грівник; 11 – димосос; 12 – димова труба; 13 – вентилятор; 14 – живильні насоси; 15 – деаератор; 16 – парова турбіна; 17 – електрогенератор; 18 – багатошарові|багатошарові| стіни.
Контур циркуляції включає: барабан – опускні труби|труба-конденсатори| – нижній колектор – підіймальні|підйомні| труби|труба-конденсатори| – барабан. Газовий тракт: топка|багниста| – між трубами|труба-конденсаторами| котельного пучка – між трубами|труба-конденсаторами| пароперегрівача – між ребристими трубами|труба-конденсаторами| економайзера – усередині|всередині| труб|труба-конденсаторів| повітропідігрівника| – димосос| – димар – атмосфера. Водяний тракт: деаератор – живильні|живлячі| насоси – усередині|всередині| труб|труба-конденсаторів| економайзера – барабан – контур циркуляції. Паровий тракт: барабан – усередині|всередині| труб|труба-конденсаторів| пароперегрівника – парова турбіна. Повітряний тракт: вентилятор – між трубами|труба-конденсаторами| повітропідігрівника| – пальник. Пароперегрівник, економайзер, повітропідігрівник| називаються хвостовими поверхнями нагріву.
До
топки парогенератора вноситься теплота
,
теплота згорання|згоряти|
палива|пального|,
фізична
теплота палива|пального|,
теплота
внесена до топки з|із|
повітрям,
наявна теплота витрачається на:
або
или
,
