Для теплообменника на рис. От газов к поверхности насадки

,

где ;

- скорость газов, отнесенная к пустому сечению (без пара);

- диаметр шариков.

Для воздуха .

В действительных условиях коэффициент теплопередачи может изменяться из-за догорания газов в регенераторах, засорения их золой и др. Очень большое влияние на работу регенераторов оказывает также неравномерное распределение газов и неполное омывание поверхности нагрева.

Рис. Регенеративный воздухоподогреватель с падающей насадкой из мелкозернистого огнеупорного металла.

1 – топка; 2 – газовые горелки; 3 – ввод колошниковых газов для дожигания; 4 – корпус газовой камеры; 5 – футеровка из шамотного легковеса;

6 – тормозящие полки; 7 – разбрасыватель сыпучего материала;

8 – перепускная труба с мигалкой и регулирующим устройством;

9 – отвод газов в водяной экономайзер; 10 – корпус воздушной камеры;

11 – подача воздуха от воздуходувки; 11 – отвод горячего воздуха к вагранке; 13 – сборник охлажденного теплоносителя.

Рис. Вращающийся регенеративный воздухоподогреватель

а – схема воздухоподогревателя; б – поперечное сечение; 1 – ротор с набивкой из шариков; 2 – статор (кожух); 3 – футеровка; 4 – перегородка неподвижная;

5 – уплотнения; 6 – привод ротора; 7 – стержневая сетка;

8 – шарикова насадка; 9 – воздуходувка; 10 – дымосос; 11 – топка;

12 – водяной экономайзер; 13 – обратные газы; 4 – сечение ротора;

15 – воздух холодный; 16 – воздух горячий; 17 – горячие газы;

18 – охлажденные газы.

На электростанциях регенеративный принцип теплопередачи нашел применение в виде воздухоподогревателя, который одной своей половиной соединяется с газоходом, а другой - с воздухопроводом. Аккумулирующая насадка собирается из профильных железных листов с узкими проходами для газов и воздуха и монтируется так, что может вращаться. В одном кубометре насадки поверхность нагрева составляет 250 м². Через одну часть насадки протекают горячие газы (период нагревания), через другую - холодный воздух (период охлаждения). Вследствие вращения насадка непрерывно перемещается (2-5 об/мин); та часть, которая в настоящий момент нагревается газом, в следующий момент передвигается в воздушный поток и охлаждается. Таким образом, устройством вращающейся насадки в воздухоподогревателе оригинально решен вопрос одновременного и непрерывного движения воздуха и газов через один и тот же аппарат.

II. Тепломассообменные процессы и установки

1.Тепломассообменные аппараты контактного типа

1.2 Основные определения.

В тепломассообменных аппаратах и установках контактного (смесительного) типа процессы тепло- и массообмена протекают при непосредственном соприкосновении двух или более теплоносителей.

Тепловая производительность контактных аппаратов определяется поверхностью соприкосновения теплоносителей. Поэтому в конструкции аппарата предусматривается разделение потока жидкости на мелкие капли, струи, пленки или из газового потока на мелкие пузырьки.

Контактные теплообменники имеют широкое применение при охлаждении газов водой, нагревания воды газами (паром), охлаждения воды воздухом, мокрой очистки газов и т.п.

По направлению потока массы контактные теплообменники могут быть разделены на две группы:

1. аппараты с конденсацией пара из газовой фазы. При этом происходит осушка и охлаждение газа и нагревание жидкости (конденсаторы, камеры конденсаторов, скрубберы);

2. аппараты с испарением жидкости в потоке газа. При этом увлажнение газа сопровождается его охлаждением и нагреванием жидкости, или его нагреванием и охлаждением жидкости (градирни, камеры кондиционеров, скрубберы, распылительные сушилки).

По принципу диспрегирования жидкости контактные аппараты могут быть насадочные, каскадные, барботажные, полые с разбрызгивателями и струйные.

Конструктивно смесительные аппараты выполняются в виде горизонтальных полостей из материалов, устойчивых против обрабатываемых веществ, рассчитываются на соответствующее рабочее давление. Насадочные и полые аппараты чаще всего изготовляются железобетонными, кирпичными или деревянными (градирни). Каскадные барботажные и струйные аппараты выполняются из металла. Высота колонн обычно в несколько раз превышает их поперечное сечение.

Контактные аппараты с насадкой просты в конструкции, дешевы и для их изготовления пригодны дешевые строительные материалы – бетон, керамика. Для оросителей насадочных аппаратов почти не требуется избыточное давление орошающей жидкости. Однако габариты массонасадочных аппаратов значительны, они требуют устройства массивных фундаментов и отличаются значительным гидравлическим сопротивлением по газовому тракту с каскадными и полыми аппаратами. Насадочные аппараты мало подходят для обработки сильно загрязненных жидкостей, они не пригодны при работе с сильно уменьшенным, по сравнению с расчетным, расходом жидкости.

Безнасадочные контактные аппараты отличаются малым сопротивлением по газовому потоку, но имеют большие габариты.

Полочные (барометрические) конденсаторы просты по конструкции и не требуют установки специального насоса для откачки охлаждающей жидкости. Однако они имеют относительно малую удельную поверхность контакта фаз, для установки их на значительной высоте часто требуются специальные строительные сооружения подачи охлаждающей воды на значительную высоту, связанную с большим расходом энергии.

Барботажные аппараты характеризуются повышенной интенсивностью тепло и массообмена на единицу объема аппарата, допускают работу с загрязненными и умеренно вязкими жидкостями, нечувствительны к колебаниям расхода теплоносителей. Но сложны по конструкции, металлоемки, ограниченно пригодны для работы с агрессивными средами, имеют высокое гидравлическое сопротивление.

Достоинство струйных (эжекторных) аппаратов является их компактность. Для их работы не обязательны откачивающий воду и воздушный насосы, так как на выходе из диффузора давление в смеси несколько выше атмосферного. Вместе с тем в струйном аппарате – конденсаторе несколько повышен расход охлаждающей воды, так как получающаяся температура смеси обычно значительно ниже температуры насыщения при давлении в аппарате: недогрев воды составляет 8-11 ^оС.