38. Теплообменные аппараты, расчёт коэффициента теплопередачи.

Теплообменным аппаратом называется устройство, в котором осуществляется процесс передачи теплоты от одного теплоносителя к другому. По принципу действия теплообменные аппараты могут быть разделены на рекуперативные, регенеративные и смесительные. Рекуперативными называются такие аппараты, в которых теплота от горячего теплоносителя к холодному передается через разделяющую их стенку. Примером таких аппаратов являются парогенераторы, подогреватели, конденсаторы и т. п. Регенеративными называются такие аппараты, в которых одна и та же поверхность нагрева омывается то горячим, то холодным теплоносителем. При протекании горячей жидкости теплота воспринимается стенками аппарата и в них аккумулируется, при протекании холодной жидкости эта аккумулированная теплота ею воспринимается. Примером таких аппаратов являются регенераторы мартеновских и стеклоплавильных печей, воздухоподогреватели доменных печей и др. В рекуперативных и регенеративных аппаратах процесс пере- передачи теплоты неизбежно связан с поверхностью твердого тела. Поэтому такие аппараты называются также поверхностными. В смесительных аппаратах процесс теплопередачи происходит путем непосредственного соприкосновения и смешения горячего и холодного теплоносителей. В этом случае теплопередача протекает одновременно с материальным обменом. Примером таких теплообменников являются башенные охладители (градирни), скрубберы и др. Коэффициент теплопередачи. При расчете k в первую очередь необходимо произвести анализ частных термических сопротивлений. Далее необходимо учитывать влияние на коэффициент теплопередачи изменения температуры рабочих жидкостей. Большей частью такой учет сводится к отнесению коэффициентов теплоотдачи к средним температурам рабочих жидкостей. Для жидкости с большим водяным эквивалентном средняя температура берется как среднеарифметическое из крайних значений, например, t_б = = 0,5 (t’_б+t’’_б).При этом для другой жидкости, с меньшим водяным эквивалентом, средняя температура определяется из соотношения t_M = t_б ± ∆t. Здесь ∆t является среднелогарифмическим температурным напором; знак «—» применяется в тех случаях, когда t6 означает температуру горячей жидкости, а знак «+» в тех случаях, когда t6 означает температуру холодной жидкости. Иногда вычисление коэффициента теплопередачи производят по температурам рабочих жидкостей в начале и в конце поверхности нагрева. Если полученные значения k' и k" друг от друга отличаются не очень сильно, то среднеарифметическое из них принимается за среднее значение k: k= k + k"/2. В большинстве практических случаев такое осреднение является достаточным. В случае же сильного расхождения между собой значений k' и k" необходимо разделить поверхность нагрева на отдельные участки, в пределах которых коэффициент теплопередачи изменяется незначительно, и для каждого такого участка расчет теплопередачи производить раздельно. когда резко меняются условия омывания поверхности нагрева рабочей жидкостью, например, в нижней части поверхности нагрева поперечное омывание, в сред- средней — продольное и в верхней — снова поперечное. Если при этом температура рабочей жидкости изменяется незначительно, то применяется осреднение: k= где Fl F2 и F3 — отдельные участки площади поверхности нагрева; k1 k2 и k3 — средние значения коэффициента теплопередачи на этих участках.