Контрольні запитання

1. Які апарати використовують для проведення процесів нагрівання та охолодження?

2. Що таке нагріваючий та охолоджуючий агент?

3. Що представляє собою теплообмінник?

4. Що представляє собою конденсатор?

5. Які Ви знаєте переваги водяної пари як нагріваючого агента?

6. Що називають глухою та гострою парою?

7. Коли використовують пари висококіплячих речовин в якості нагріваючих агентів?

8. Як речовини при цьому використовують?

9. Як відбувається нагрівання гарячими речовинами?

2.2 Нагрівання та охолодження (лекція)

Мета: ознайомитися з нагріванням гарячими газами та електричним струмом; вивчити засоби охолодження та вибір теплообмінних апаратів.

План

1. Нагрівання гарячими газами.

2. Нагрівання електричним струмом.

3. Засоби охолодження.

4. Порівняння та вибір теплообмінних апаратів.

Нагрівання гарячими газами

Гарячі паливні гази, що виникають при зпалюванні палива, застосовують для нагрівання до порівняно високих температур (від 400 до 700-1000°C). Недоліками цього засобу обігріву є:

1. низький коефіцієнт тепловіддачі;

2. мала об’ємна питома теплоємність газів (~10 500 Дж/м³ град.), що викликає необхідність пропускання значних об’ємів газів;

3. нерівномірний обігрів, так як віддача тепла газами пов’язана з їх охолодженням;

4. складність регулюванню обігріву;

5. забруднення нагріваємої речовини (при передачі тепла безпосереднім стисканням).

Внаслідок великого об’єму і високої температури газів транспортування їх ускладнено; пов’язане з витратами тепла, тому топки для отримання паливних газів розташовують в безпосередній близості від апарату, що обігрівається. Крім паливних газів, отриманих в спеціальній топці, часто використовують відпрацьовані гази (від печі, котлів тощо) з температурою 300-500°C. Так як при застосуванні відпрацьованих газів не потрібно додаткового розходу палива, використання їх для нагрівання досить раціональне навіть в тому випадку, якщо гази доводиться транспортувати на деяку відстань.

Нагрівання електричним струмом

Електрична енергія може бути використана для нагрівання електричною дугою, нагрівання опором і діелектричного нагрівання.

Нагрівання електричною дугою застосовують в дугових пічках і дає можливість розвивати високі температури (1500-2000°C і вище). Розрізняють печі з відкритою або закритою дугою. В печах з відкритою дугою полум’я дуги утворюється між електродами, розташованими над матеріалом, що нагрівається, і тепло передається шляхом випромінювання. В печах з закритою дугою полум’я дуги виникає між електродом і самим матеріалом, що нагрівають. Дугові печі не забезпечують рівномірний обігрів і точного регулювання температури.

Нагрівання опором відбувається безпосередньо пропусканням електричного струму через тіло, яке нагрівають, або пропусканням струму через спеціальні нагрівальні елементи, від яких тепло передається тілу, що нагрівається, шляхом випромінювання і конвекції.

Діелектричне нагрівання або нагрівання струмами високої частоти, засноване на тому, що при дії на діелектрик (непровідник електричного струму) перемінного електричного поля частина енергії витрачається на подолання тертя між молекулами діелектрика і перетворюється в тепло, при цьому діелектрик нагрівається.