34)Сложный теплообмен
Ответ: В действительных условиях работы различных теплообменных устройств теплота передается одновременно теплопроводностью, конвекцией и излучением. Такое явление называется сложным теплообменом. Например, в газоходах паровых котлов теплота передается не только излучением, но и конвекцией. В этом случае суммарный тепловой поток:
|
(12.1) |
.Если в качестве основного процесса теплообмена принято тепловое излучение, то
|
(12.2) |
.Перенос теплоты конвекцией здесь учитывается увеличением приведенной степени черноты системы за счет
|
(12.3) |
.В тех случаях, когда конвективная составляющая теплового потока значительно превышает лучистую составляющую, в качестве основного процесса принимается конвекция, и тепловой поток определяется уравнением:
|
(12.4) |
,где
|
(12.5)
|
.
35)Теплообменные аппараты. Классификация
Ответ: Теплообменными аппаратами называются устройства, предназначенные для передачи теплоты от греющего теплоносителя к нагреваемому.
Тепловые процессы, происходящие в теплообменниках: нагрев, охлаждение, кипение, конденсация, испарение, затвердевание, плавление, сублимация, кристаллизация и т. д. Часть из этих процессов сопровождается не только тепло-, но и массообменом. Теплообменные аппараты можно классифицировать по следующим признакам: – по принципу действия: поверхностные (рекуперативные и регенеративные) и смесительные; – по назначению: испарители, конденсаторы, подогреватели, паропреобразователи, холодильники и т.д.; – по конструктивным признакам: кожухотрубчатые, змеевиковые, спиральные, пластинчатые и т. д. Кроме того, классификация теплообменников может быть по фазовому состоянию теплоносителей, по направлению их движения и другим признакам. Рекуперативными называются теплообменники, в которых теплообмен между теплоносителями происходит через разделяющую их стенку. Они могут работать как в непрерывном, так и в периодическом режимах. Большинство рекуперативных теплообменников работают в непрерывном режиме. В таких теплообменниках поддерживают постоянные во времени расходы, температуры теплоносителей на входе и выходе из аппарата. Изменение параметров теплоносителей происходит только при переходе из одного стационарного режима в другой. Регенеративными называются теплообменники, в которых
греющий
и нагреваемый теплоносители попеременно
омывают одну и ту же поверхность нагрева
(насадку). Регенеративные теплообменники
также могут работать в непрерывном и
периодическом режимах. Поверхность
нагрева при соприкосновении с
теплоносителем получает тепло и
аккумулирует его, а затем отдает холодному
теплоносителю или наоборот. На рис.
8.1.1 представлены рекуперативные,
регенеративные и смесительные
теплообменники.
Рис.
8.1.1 Схемы рекуперативных и регенеративных
теплообменников: а)–д)– рекуперативные
кожухотрубчатые теплообменники: а) –
с неподвижными решетками;
б)– с температурными компенсаторами на кожухе; в)– с плавающей головкой; г)– с U-образными трубками; д)– с сальником на плавающей головке; е)– регенеративный теплообменник периодического действия: 1, 2 – насадка; 3, 4 – клапаны;I, II – холодный и горячий теплоносители;
ж)– регенеративный теплообменник непрерывного действия: 1 – вал ротора; 2 – подшипники;3 – электродвигатель; 4 – насадка; 5 – наружный кожух;6, 7 – радиальное и периферийное уплотнение; 8 – утечка воздуха; з)– насадочный смесительный теплообменник: 1 – корпус;
2 – насадка; 3 – распределительное устройство Смесительными называются такие теплообменники, в которых тепломассообмен между теплоносителями происходит при непосредственном их контакте и смещении. Для увеличения поверхности контакта теплоносителей и интенсификации процесса тепломассообмена между ними на пути движения теплоносителей размещают насадку. Смесительные теплообменники различной конструкции довольно широко применяются в различных отраслях промышленности. Теплоносителями называются движущиеся среды, обменивающиеся теплотой или применяемые для передачи теплоты от более нагретых тел к менее нагретым. В качестве теплоносителей применяются газообразные, жидкие и твердые вещества.