Направления относительного движения тепловых потоков
Обычно необходимо добиваться возможно большей отдачи теплоты от нагретого вещества. Достижение этого зависит от направлений относительного движения веществ, обменивающихся теплотой. Как и в случае массообмена, тепловые потоки могут двигаться в одинаковом (прямоток) или противоположных (противоток) направлениях. Возможно, также движение под некоторым углом относительно друг друга. Используя прямоточное движение, можно в предельном случае достигнуть такой конечной температуры потоков, которая получилась бы при их смешении. Она зависит от расхода, температуры и удельной теплоемкости потоков. В случае прямотока после окончания процесса теплообмена всегда устанавливается температура, средняя между t¢ и t¢2, и более холодный поток не может достигнуть температуры, близкой к t¢ 2 и превышающей t3.Применение противотока дает такую возможность, поскольку получается большая разность температур. Теоретически температура охлаждающегося потока на выходе из аппарата может быть почти равна температуре холодного потока на входе в систему, но тогда резко снижается движущаяся сила процесса. Аналогично можно было бы добиться приближенного выравнивания температур и на другом конце аппарата, где входит горячий и выходит нагретый поток. Баланс теплообмена в противоточной системе:
m1cp1· (t¢¢ 1 – t¢1) = m2cp2 · (t¢2 – t¢¢2), где m1, m2 – расходы потоков, ср1 и ср2 – средние удельные теплоемкости потоков в данном диапазоне изменения температур, t¢1 t¢¢1 t¢2 t¢¢2 – температуры потоков. Отсюда следует, что, изменяя m, можно, в принципе, влиять на конечные температуры.
|
