Реферат

Пояснювальна записка до курсового проекту: «Проект кожухотрубного теплообмінного апарата для підігрівання молока, продуктивністю 7 т/год, тиск пари 0,2 МПа, початкова температура молока 12⁰ С, кінцева температура молока 70⁰ С.»

Об’єкт дослідження – кожухотрубний теплообмінний апарат для підігрівання молока.

Мета роботи – ознайомитися з кожухотрубними теплообмінниками для підігрівання молока, виконати проектний розрахунок кожухотрубного теплообмінника, розробити креслення кожухотрубного теплообмінника.

Методи дослідження – опрацювання технічної літератури, аналіз, порівняння, математичний розрахунок кожухотрубного теплообмінника.

Вступ

Теплообмінними апаратами, або теплообмінники - це устаткування, призначене для передачі тепла від одного теплоносія до іншого, для реалізації теплового процесу. Як теплоносії можуть використовуватися рідини,суміші й суспензії, пара, гази.

Процес переносу тепла називається теплообміном, його рушійною

силою є різниця температур. Перенос тепла здійснюється трьома різними

способами: теплопровідністю, конвекцією та випромінюванням. Кожний з

цих способів має свої закономірності, які складають предмет теорії теплопередачі.

До теплових процесів належать нагрівання, охолодження, конденсація,

випаровування. Нагрівання — підвищення температури матеріалів, що

переробляються, шляхом підводу до них тепла. Охолодження — зниження

температури матеріалів, що переробляються, шляхом відводу від них тепла.

Конденсація — зрідження пари будь-яких речей шляхом відводу від них

тепла. Випаровування — перевід у газоподібний стан якої-небудь рідини

шляхом підводу до неї тепла.

Основна характеристика будь-якого теплового процесу - кількість

тепла, що передається: від цієї величини залежать розміри теплообмінних

апаратів. Основним розміром теплообмінного апарата є поверхня теплообміну. Існує три способи передачі теплоти: теплопровідність, конвекція і випромінювання.

Теплопровідністю називають явище перенесення теплової енергії

безпосереднім контактом між частинами тіла. Конвекцією називають процес поширення теплоти внаслідок руху рідини або газу. Розрізняють два види конвекції: природна конвекція, виникає внаслідок різниці густин нагрітих і холодних частинок рідини, тобто під дією внутрішніх сил та вимушену, коли рух рідини виникає під дією зовнішніх сил (насоса, вентилятора).

Теплообмін при природній конвекції.

Рисунок 1. - Поперечне обмивання пучка труб. а) коридорне розташування труб; б) шахове розташування труб.

В даному випадку тепловіддача залежить від форми і розмірів поверхні нагріву, температур поверхні і теплоносія, коефіцієнта об'ємного розширення і інших фізичних властивостей. Швидкість руху рідини не робить впливу на тепловіддачу.

Випромінюванням називається процес передачі теплоти від одного тіла

до іншого поширенням електромагнітних хвиль у просторі між цими тілами.

Теплопередачею називають процес теплообміну між двома середовищами, розділеними твердою перегородкою. Існуючі теплообмінні апарати можуть бути класифіковані за різними ознаками:

- способом передачі тепла;

- призначенням;

- типом поверхні, що передає тепло;

- видом теплоносіїв і їхнім агрегатним станом;

- компонуванням поверхні нагрівання.

Основне рівняння теплопередачі. В більшості практичних випадків взаємодія теплоносіїв відбувається через деяку поверхню розділу, яка в загальному випадку може розглядатися як багатошарова тверда стінка. Наприклад, в трубчастих теплообмінниках теплообмін відбувається через стінку труби і два шари забруднень з обох боків стінки.

Цей вид теплообміну називається теплопередачею. Кількість передаваної теплоти визначається основним рівнянням теплопередачі:

Q = KF∆t_cp,

де Q — тепловий потік, тобто кількість теплоти, передавана через поверхню теплообміну в 1 с, Вт;

К — коефіцієнт теплопередачі, Вт/(м²К);

F — площа поверхні теплопередачі, м²;

∆t_ср — середня різниця температур гарячого і холодного теплоносія, К.

Коефіцієнт теплопередачі К показує, яка кількість теплоти переходить в одиницю часу від більш нагрітого до менш нагрітого теплоносія через розділяючу їх стінку площею 1 м² протягом 1 с, при різниці температур між теплоносіями 1К.

На рис. 2. показана передача теплоти через плоску стінку.

Рисунок 1.2 – Передача теплоти через плоску стінку

За способом передачі тепла всі теплообмінники підрозділяються на

поверхневі й контактні. В апаратах контактного типу передача тепла

здійснюється через безпосередній контакт теплоносіїв. Теплообмінники

даного класу підрозділяються на змішувальні й барботажні. У змішувальних

апаратах відбувається перемішування гарячого й холодного теплоносія.