9. Температурный напор между теплоносителями на разделяющие стенки теплообменного аппарата

Температурный напор – разность температур между теплоносителями в теплообменных аппаратах.

Вид расчетной формулы для определения среднего температурного напора зависит от направления движения теплоносителей, которые могут двигаться по схеме: прямотока, противотока, перекрестного тока и смешанного тока. При прямотоке и противотоке средний температурный напор определяется как средний логарифмический:

∆tб и ∆tм - больший и меньший температурные напоры между теплоносителями на входе и выходе из теплообменника.

При всех других видах движения теплоносителей ∆tср определяется по формуле:

Где ℇ_∆t – поправка, которая зависит от двух вспомогательных величин.

Нижний индекс «1» определяет температуру первичного теплоносителя; индекс «2» - температуру вторичного теплоносителя. Верхний индекс «I» (штрих) определяет температуру теплоносителя на входе в теплообменник; индекс «II» (два штриха) – температуру теплоносителя на выходе из теплообменника.

10. Термический КПД – теплообменного аппарата.

Термический КПД – отношение количества тепла, полученного в теплообменном аппарате вторичным теплоносителем, к количеству тепла, подведённого первичным теплоносителем

11. Нарисуйте схему пластинчатого теплообменника. Его достоинства и недостатки.

Устройство и принцип работы пластинчатого теплообменника достаточно просты. При стягивании пакета пластин образуется ряд каналов, по которым протекают жидкости участвующие в процессе теплообмена. Все пластины пластинчатого теплообменника в пакете одинаковы, только развернуты одна относительно другой на 180 градусов. Такая установка пластин в пластинчатом теплообменнике обеспечивает чередование горячих и холодных каналов. В процессе теплообмена жидкости движутся, чаще всего, навстречу друг другу (в противотоке), и горячая жидкость передает тепло через стенку пластины.

12. Наиболее эффективная схема движения теплоносителя в теплообменном аппарате.

Наиболее эффективная схема движения теплоносителей в теплообменном аппарате – противоток.

13. Приведите алгоритм расчета теплообменного аппарата (водоподогревателя).

Тепловой расчет:

1) Находим среднеарифметические значения температур первичного и вторичного теплоносителей и значение физических свойств воды при этих температурах.

2)Определяем расход первичного, вторичного теплоносителей.

3)Определяем скорость движения первичного, вторичного теплоносителей.

4)Определяем число Рейнольдса для первичного теплоносителя.

5)Определяем число Нуссельта.

6)Находим коэффициент теплоотдачи от первичного теплоносителя к стенки трубы

7)Определяем число Рейнольдса для вторичного теплоносителя.

8)Определяем коэффициент теплоотдачи от стенки трубы ко вторичному теплоносителю.

9)Определяем средний температурный напор.

10)Определяем плотность теплового потока.

11)Определяем число секций.

12)Определяем число патрубков для вторичного теплоносителя ( Полученное значение диаметра патрубков округляем до ближайшего стандартного по ГОСТ для труб).

Гидродинамический расчет: 1) Определяем гидравлические сопротивления для первичного и вторичного теплоносителей.

14. Напишите уравнение теплового баланса для теплообменного аппарата.

Q = G₁∙∆i₁ = G₂∙∆i₂

15. Перечислите схемы движения теплоносителя в теплообменном аппарате. Какому из них следует отдавать предпочтение?

Движение теплоносителей в теплообменном аппарате в одном направлении – прямоток.

Движение теплоносителей в теплообменном аппарате перекрестно – перекрестный ток.

Повышение теплосъема в теплообменном аппарате без уменьшения его конструктивных параметров можно достичь переводом движения теплоносителей на противоточную схему.

16. Напишите и прокомментируйте уравнение расчета коэффициента теплопередачи.

Если толщина стенок невелика по сравнению с диаметром (d₂/d₁≤2), то для определения коэффициента теплоотдачи можно пользоваться формулой для плоской стенки

k =

где: a₁ и a₂ – коэффициенты теплоотдачи с внешней и внутренней стороны стенки, Вт/м²∙град; б – толщина стенки, м; ℷ - коэффициент теплопроводности материала стенки, Вт/м∙град.

17. Системы теплоснабжения, классификация.

По классификации различают:

• По источнику приготовления тепла

• Высокоорганизованное централизованное теплоснабжение ТЭЦ

• Централизованное теплоснабжение от районных, промышленных отопительных котельных

• Децентрализованное от индивидуально отопительных печей, от мелких котельных

• По роду теплоносителя

• Паровая

• Водяная

• По способу подачи ГВ в систему горячего водопотребления

• Открытая

• Закрытая

• По способу подачи ГВ в систему отопления

• Зависимая

• Независимая

• По количеству трубопроводов

• Однотрубная

• Многотрубные

• По способу обеспечения потребителей теплом

• Одноступенчатые

Многоступенчатые

18. Объясните понятия «закрытая система теплоснабжения» и «открытая система теплоснабжения».

Закрытая система теплоснабжения – система, в которой теплоноситель от источника передает свое тепло в промежуточном теплообменнике – воде, поступающей на нужды горячего водопотребления.

Открытая система теплоснабжения – система, в которой теплоноситель от источника непосредственно поступает на горячее водопотребление.

19. Объясните понятия «зависимая схема присоединения теплоносителей» и «независимая схема присоединения теплоносителей».

Независимая система теплоснабжения, в которой теплоноситель от источника передает свое тепло в промежуточном теплообменнике воде, поступающей в систему отопления.

Зависимая – система теплоснабжения, в которой теплоноситель непосредственно от источника тепла поступает в систему отопления.

20. Поясните особенность централизованной системы теплоснабжения?

Особенность в том что, источник производства тепловой энергии работает на теплоснабжение группы зданий и связан транспортными устройствами с приборами потребления тепла.

21. В каких условиях применяют двухтрубную систему теплоснабжения?

Двухтрубные системы теплоснабжения рекомендуется применять, когда потребителям требуется теплота одного температурного потенциала.

22. В каких условиях применяют однотрубную систему теплоснабжения?

Однотрубная система теплоснабжения может быть эффективно использована при равенстве расходов сетевой воды на отопление и горячее водопотребление.

23. В каких условиях применяют трехтрубную систему теплоснабжения?

Трехтрубные системы теплоснабжения применяют, когда обеспечиваются теплом потребители разнородные по температурному потенциалу.

24. По каким признакам определяют магистральные теплопроводы?

Магистральная сеть:

• МС должна проходить вблизи центра тепловых нагрузок

• Протяженность магистрали должна сводиться к минимуму

• МС не должны прокладываться в затопляемых грунтах

• МС должна прокладываться с расчетом исключения неудобств перспективной застройки

• Местоположение магистрали должно обеспечивать максимум удобств для ремонта, снижения капитальных и эксплуатационных затрат

• На плане города прокладка магистрали по возможности дожна совпадать с другими сетями

25. Особенности устройства паровых систем теплоснабжения.

В паровых системах (ПС) отопительные установки могут присоединяться как по зависимой так и не по зависимой системе. Установки ГВ устанавливаются по закрытой системе, через подогреватели поверхностного типа или смешивающего.

При присоединении ПС к потребителю ставят распределительный коллектор.

В тех случаях когда абоненты требуют пар с параметрами ниже параметров подающей сети необходимо устанавливать РОУ.

Для исключения режима «пролетного пара» устанавливаются конденсатоотводчики или гидрозатворы.

ПС могут работать с возвратом конденсата и без.

Количество трубопроводов зависит в ПС зависит от характера потребления мощности, функционального назначения.

26. Тепловые сети, классификация.

Тупиковая, радиальная, радиально – кольцевая, кольцевая.

27. Способы прокладки тепловых сетей.

Подземная и надземная:

• Подземная

• Туннельная (туннель, своего рада метро)

• Безканальная (траншея,засыпанная слоем песка)

• Непроходные каналы

• Подземные полупроходные каналы (высотой 1,6 м)

• Надземная

28. Способы снижения влажности в подземных каналах.

Одним из способов снижения влажности и тем¬пературы воздуха является вентиляция каналов. Вентиляционные потоки способствуют интенсив¬ному тепломассообмену и переносу тепла и вла¬ги в канале.

29. Опоры в устройстве теплосетей, виды опор.

Опоры тепловых сетей подразделяют на неподвижные и подвижные. Неподвижные опоры фиксируют расположение конкретных мест сетей в определенной позиции, не допускают никаких смещений. Подвижные опоры допускают перемещение трубопровода по горизонтали вследствие температурных деформаций

30. Компенсация температурных удлинений в тепловых сетях.

Устройства, компенсирующие температурные деформации стальных трубопроводов, – компенсаторы.

Сальниковый компенсатор служит для компенсации осевых температурных удлинений прямолинейных участков.

Осевые компенсаторы – устройства, компенсирующие осевые температурные удлинения прямолинейных участков.

Радиальные компенсаторы – устройства, компенсирующие радиальные температурные напряжения в трубах.