3. Спиральный теплообменник.
Теплообме́нник спира́льный - это теплообменник, в котором поверхность нагрева образуется двумя тонкими металлическими листами, приваренными к разделительной перегородке (керну) и свёрнутыми в виде спиралей
В спиральном теплообменнике (рисунок ) поверхность теплообмена образуется двумя металлическими листами 1 и 2, свернутыми по спирали. Внутри аппарата образуются два изолированных один от другого спиральных канала, по которым, обычно противотоком, движутся теплоносители. Как показано на рисунок 12, теплоноситель I поступает через нижний штуцер и удаляется через боковой штуцер в правой крышке теплообменника, а теплоноситель II входит в верхний штуцер и удаляется через боковой штуцер в левой крышке.
Достоинства.
Спиральные теплообменники весьма
компактны, работают при высоких скоростях
теплоносителей (для жидкостей 1–2 м/с)
и обладают при равных скоростях сред
меньшим гидравлическим сопротивлением,
чем
трубчатые теплообменники различных
типов.
1, 2 - листы, свернутые в спирали; 3 - перегородка; 4, 5 - крышки.
Рисунок - Спиральный теплообменник.
Недостатки. Эти аппараты сложны в изготовлении и работают при ограниченных избыточных давлениях, не превышающих 1 МПа, так как намотка спиралей затрудняется с увеличением толщины листов; кроме того, возникают трудности при создании плотного соединения между спиралями и крышками.
Назначение. Спиральные теплообменники используются в спиртовой, пищевой, фармацевтической, нефтяной, химической, ЖКХ и других отраслях промышленности, где требуется высокоэффективный теплообмен.
Билет №8
1) Псевдоожижение твердого зернистого материала. Кривая псевдоожижения.
Процесс псевдоожижения представляет собой гидродинамическое взаимодействие псевдоожижающего потока (газа или жидкости) со слоем твердых частиц, при котором последние приобретают подвижность относительно друг друга за счет обмена энергией с псевдоожижающим потоком. Свое название псевдоожиженный слой получил за сходство с обычной жидкостью. Как и обычной жидкости, ему свойственна текучесть, вязкость, выполнение закона Архимеда.
Положительное в П. слое: 1) все основные параметры в разных точках равны (температура, концентрация, вязкость); 2) максимально развита поверхность контакта фаз; 3) П. слой обладает минимальным гидравлическим сопротивлением; 4) процессы с исп. аппаратов П. слоя легко автоматизируются.
Отрицательное: 1) в аппаратах минимальная движущяа сила; 2) возможен проскок среды между частицами без контакта с ними; 3) возможность истерания частиц при взаимодействии+возможна эрозия стенок аппарата; 4) на стенках может образовываться статический заряд.
Если через слой зернистого материала пропускать поток газа, то сопротивление слоя будет зависеть от скорости газа. Различают фиктивную и истинную скорость газа. Фиктивной называют среднюю скорость газа в поперечном сечении незаполненного аппарата, т.е. w=V/f, где V-объемный расход газа через аппарат; f-площадь поперечного сечения аппарата. Истинная скорость газа- это средняя скорость газа в промежутках между частицами псевдоожиженного слоя. Определение истинной скорости затруднительно, поэтому в расчетах используют фиктивную скорость газа w.
Зависимость между гидравлическим сопротивлением псевдоожиженного слоя и фиктивной скоростью называют кривой псевдоожижения.
Порозность: ε=Vк/Vсл=(Vсл-Vтв. частиц)/Vсл. Vк – объем каналов, Vсл – объем слоя
Характер кривой псевдоожижения легко установить экспериментально, измеряя перепад давления ΔР на участке псевдоожиженного слоя высотой Н при различных значениях скорости газа. 1-монодисперсный (идеальный) слой идеальных частиц. I зона-слой неподвижен, газ движется по каналам между частицами-зона фильтрования. wкрI – первая критическая скорость или скорость начала псевдоожижения. II зона псевдоожижения – энергия тратится на компенсацию веса слоя, т.е. ∆р постоянна. wкрII – скорость уноса. III зона – зона уноса частиц. Порозность в I зоне – постоянна, во II зоне – увеличивается. 2 – неидеальные монодисперсные частицы, 3 – полидисперсный слой – слой содержит частицы разных диаметров, 4 – уплотненный слой.
Процесс псевдоожижения осуществляют в интервале скоростей Wк<W<Wу (участок АВ). В этом интервале скоростей перепад давления на слое остается постоянным.