Студопедия — Контактні (змішувальні) теплообмінники
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Контактні (змішувальні) теплообмінники






Контактними називають теплообмінники, в яких теплообмін між різними теплоносіями, що в основному знаходяться в різному фазовому стані, здійснюється безпосередньо в результаті їх безпосереднього стикання (контакту). Для збільшення поверхні контакту фаз - поверхні теплообміну - один з теплоносіїв знаходиться у диспергованому стані, або такий стан заздалегідь організовується шляхом диспергування рідкої фази різними розпилювачами або розподільними пристроями.

Використання контактних теплообмінників дозволяє значно понизити витрату металів і інших дефіцитних матеріалів, капітальні і експлуатаційні витрати, підвищити надійність устаткування.

Контактні теплообмінники призначені:

- для нагріву води гарячими димовими газами;

- для охолоджування рідин (переважно повітрям);

- для охолоджування розплавів з метою їх кристалізації і одержання гранульованого продукту;

- для нагріву зернистих матеріалів топковими газами і використання зернистого шару часток в якості проміжного теплоносія.

Контактні теплообмінники використовують для концентрації (випаровування) агресивних розчинів продуктами згорання газу, при конденсації сокової пари з метою утилізації тепла. У контактних теплообмінниках теплові процеси можуть протікати як без зміни агрегатного стану теплоносіїв (при нагріванні і охолоджуванні в системах газ - рідина, газ - тверде, рідина - тверде), так і з його зміною (при випаровуванні, конденсації, кристалізації).

Контактні теплообмінники можуть мати фіксовану поверхню фазового контакту (наприклад, в насадкових апаратах), або поверхню, що утворюється в процесі роботи (наприклад, в барботажних і розпилювальних апаратах).

Контактні теплообмінники складаються з наступних основних конструктивних елементів і пристроїв: корпусу (кожуха), пристроїв, що забезпечують створення поверхні контакту фаз, робочого об'єму апарату, в якому забезпечується протікання процесу теплообміну, а також пристроїв, які забезпечують підведення і відведення теплоносіїв (насосів, газодувок).

Розгледимо принципові схеми пристрою апаратів з фіксованою поверхнею фазового контакту, що утворюється в процесі роботи.

Контактні теплообмінники типу «газ - рідина» переважно виконуються у вигляді вертикальних колонних апаратів - градирен - безнасадкового типу або заповнених насадкою.

Контактні охолоджувачі нагрітої води використовуються в системах оборотного водопостачання промислових підприємств і виконуються у вигляді градирен відкритого або закритою типу.

Конструкція градирні є баштою гиперболоідної форми з вузькою горловиною, розташованою вгорі. Усередині градирні на решітках розташовані шари вільно насипаної або регулярно укладеної насадки. Нагрітий теплоносій – вода - подається насосами на верх башти, рівномірно розподіляється по перетину башти і стікає вниз по поверхні насадки в плівковому режимі. Холодний теплоносій - атмосферне повітря - поступає в нижню частину башти і під впливом природної тяги рухається вгору із швидкістю 3-5 м/с. При цьому відбувається охолодження води як за рахунок конвекції, так і за рахунок часткової її випаровування. Охолоджена вода збирається в басейні під градирнею і насосами подається в теплові установки. Для зменшення бризкоунесення вгорі башти-градирні встановлюють жалюзійні бризкоуловлювачі.

Застосовують також безнасадкові градирні, в яких вода стікає зверху вниз у вигляді струменів і крапель, контактуючи з природним потоком повітря, проте знімання тепла в таких градирнях менше, ніж в насадкових градирнях. У звичайних крапельно-струминних градирнях питоме знімання тепла складає 0,7 - 12 кВт на 1 м2 перетину градирні.

Охолоджувальний ефект в градирнях значно збільшується при примусовому русі повітря, який утворюється за рахунок використання нагнітальних або витяжних вентиляторів. В цьому випадку значно зменшується загальна висота градирен або можуть використовуватися декілька секцій горизонтальних градирен.

Різниця температур гарячої і охолодженої води (ширина зони охолодження) в разі примусової повітряної тяги збільшується і може регулюватися з врахуванням температури повітря, пори року, кількості включених в роботу нагнітальних вентиляторів.

Нагнітальні вентилятори в кількості декількох штук доцільно встановлювати внизу в основі градирні для зручності обслуговування і для відключення частини вентиляторів в холодну пору року з врахуванням температури атмосферного повітря. Крім того, при такій установці вентилятор не піддається впливу зволоженого повітря, що спостерігається для вентилятора, встановленого нагорі градирні.

 

Контактні конденсатори. На деяких хімічних і енергетичних установках часто виникає необхідність конденсувати великі об'єми водяної пари низького тиску. Для цього широко використовують контактні конденсатори. Зазвичай контактні конденсатори набагато простіше і дешевше за поверхневі конденсатори, в яких теплоносії розділені стінкою - теплообмінною поверхнею.

Серед багатьох типів контактних конденсаторів набули поширення полкові, тарілчасті, форсункові і насадкові конденсатори змішення (див. рис. 27), в яких в якості холодного теплоносія використовують воду.

 

 

Рис. 27 – Конденсатори контактні протитечійні

а – з сегментними полками; б – з кільцевим полками; в – розпилюючий (форсунковий); г – плівковий; д – насадковий

Потоки: А – пара водяна; Б – вода холодна; В – суміш води з конденсатом;

Г – парогазова суміш

1 – корпус; 2 – полка сегментна; 3 – полка кільцева; 4 – полка тарілчаста;

5 – труба з форсунками; 6 – бризкоуловлювач; 7 – жолоб розподільчий;

8 – насадка листова; 9 – труба розподільча; 10 – насадка керамічна

 

Протитечійний контактний конденсатор представляє собою вертикальну колону з кришкою і днищем, в якій холодний теплоносій подається зверху і диспергується на краплі і струмені за допомогою спеціальних пристроїв - механічних або пневматичних форсунок–розпилювачів в потоці водяної пари, що подається знизу. В результаті диспергування води значно збільшується поверхня контакту фаз. При контакті крапель води з парою відбувається конденсація пари. При цьому в результаті конденсації різко зменшується об'єм пари і в апараті створюється розрідження. Суміш конденсату і води виводиться знизу спеціальним насосом, і подається на подальше використання. Не сконденсовані гази відсмоктуються зверху колони вакуумом або за допомогою парового ежектора.

Рух рідини і пари в конденсаторах може бути прямотечійним, протитечійним і перехрестнотечійним. Течія рідини може бути струмінева, краплинна, крапельно-струмінева, плівкова і змішана. Оцінка швидкості теплообміну між парою і рідиною в таких конденсаторах утруднена, тому при розрахунку конденсаторів змішення користуються даними промислових випробувань.

У конденсаторах полкового типу з перфорованими сегментними або кільцевими тарілками (див. рис. 27 а, б) вода частково проливається через отвори тарілки у вигляді крапель і струменів, а частково переливається через переливний поріг тарілки у вигляді плівкової завіси. При невеликому числі полок (зазвичай 6-8 штук) і порівняно невеликих розмірах апарату відбувається практично повна конденсація пари.

У конденсаторах форсункового типу (рис. 27 в) вода диспергується на дрібні краплі за допомогою форсунок.

У апаратах плівкового типу (рис. 27 г, д) вода стікає у вигляді плівки по поверхні листової або кускової насадки - інертних твердих тіл спеціальної форми, що мають високорозвинену питому поверхню.

Вакуум в апараті підтримується за допомогою вакуум-насосу і барометричної труби, приєднаної знизу апарату і заглибленої у барометричний ящик. Завдяки наявності барометричної труби суміш конденсату і води видаляється з апарату самопливом.

 







Дата добавления: 2015-09-04; просмотров: 1729. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Кардиналистский и ординалистский подходы Кардиналистский (количественный подход) к анализу полезности основан на представлении о возможности измерения различных благ в условных единицах полезности...

Обзор компонентов Multisim Компоненты – это основа любой схемы, это все элементы, из которых она состоит. Multisim оперирует с двумя категориями...

Композиция из абстрактных геометрических фигур Данная композиция состоит из линий, штриховки, абстрактных геометрических форм...

Важнейшие способы обработки и анализа рядов динамики Не во всех случаях эмпирические данные рядов динамики позволяют определить тенденцию изменения явления во времени...

Субъективные признаки контрабанды огнестрельного оружия или его основных частей   Переходя к рассмотрению субъективной стороны контрабанды, остановимся на теоретическом понятии субъективной стороны состава преступления...

ЛЕЧЕБНО-ПРОФИЛАКТИЧЕСКОЙ ПОМОЩИ НАСЕЛЕНИЮ В УСЛОВИЯХ ОМС 001. Основными путями развития поликлинической помощи взрослому населению в новых экономических условиях являются все...

МЕТОДИКА ИЗУЧЕНИЯ МОРФЕМНОГО СОСТАВА СЛОВА В НАЧАЛЬНЫХ КЛАССАХ В практике речевого общения широко известен следующий факт: как взрослые...

Ученые, внесшие большой вклад в развитие науки биологии Краткая история развития биологии. Чарльз Дарвин (1809 -1882)- основной труд « О происхождении видов путем естественного отбора или Сохранение благоприятствующих пород в борьбе за жизнь»...

Этапы трансляции и их характеристика Трансляция (от лат. translatio — перевод) — процесс синтеза белка из аминокислот на матрице информационной (матричной) РНК (иРНК...

Условия, необходимые для появления жизни История жизни и история Земли неотделимы друг от друга, так как именно в процессах развития нашей планеты как космического тела закладывались определенные физические и химические условия, необходимые для появления и развития жизни...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.01 сек.) русская версия | украинская версия