Т е м а 5. Сложный теплообмен. Теплообменные аппараты

Случаи сложного теплообмена. Теплопередача. Коэффициент теплопередачи. Типы теплообменных аппаратов. Основные схемы движения теплоносителей. Основы теплового расчета рекуперативных теплообменных аппаратов. Уравнения теплового баланса и теплопередачи. Средний температурный напор. Методы интенсификации теплообмена в рекуперативных теплообменниках.

Методические указания

Уясните что теплообмен, в котором учитываются несколько видов теплообмена, называется сложным. Обычно передача теплоты от горячего теплоносителя к холодному теплоносителю происходит через разделительную твердую стенку, и этот теплообмен называется теплопередачей. В этом процессе, как правило, участвуют все виды теплообмена, которые были изучены в предыдущих темах. Разберитесь в физическом смысле коэффициента теплопередачи и методики его определения. Уясните, что теплообменными аппаратами называют всякое устройство, в котором осуществляется процесс передачи теплоты от одного теплоносителя к другому. Ознакомьтесь с классификацией аппаратов по принципу действия, обратив внимание на рекуперативные теплообменники как наиболее распространенные. Поймите основной принцип теплового расчета теплообменного аппарата, связанный с решением уравнений теплопередачи и теплового баланса. Научитесь изображать схематично характер изменения температур теплоносителей в функции поверхности нагрева для случаев прямотока и противотока в рекуперативных теплообменниках. Запомните, в каких случаях необходимо применение среднелогарифмического температурного напора, а в каких случаях можно ограничиться среднеарифметическим температурным напором. Разберитесь в методах интенсификации теплообмена в рекуперативных теплообменных аппаратах и для чего нужна интенсификация.

Литература: [1], с. 144–152; [8], с. 112–117,123–129.

Часть iiі. Топливо и основы теории горения

Общие сведения о топливе и его классификация. Состав и расчетные характеристики топлива. Нетрадиционные виды топлива. Расчет процессов горения. Горение газообразного топлива. Принципиальные схемы горелок. Горение жидкого топлива. Форсунки для жидкого топлива. Горение твердого топлива.

Методические указания

Изучение этой части программы следует начать с классификации топлив по происхождению и агрегатному состоянию. Усвоить различие между рабочей, сухой и горючей массами топлива. Разобрать основные характеристики различных видов твердого топлива и их значение при организации процесса горения. Разобраться в понятиях высшая и низшая теплота сгорания. Запомнить, что твердое и жидкое топливо задаются элементарным составом, а газообразное топливо, представляющее собой механическую смесь различных углеводородов, углекислого газа и азота, задается количеством соответствующих газов в смеси. Обратить внимание на нетрадиционные виды топлива, применяемые в сельском хозяйстве.

Необходимо получить общее представление о кинетике (скорости) химических газовых реакций, о цепных реакциях и об условиях воспламенения и распространения пламени. При этом необходимо иметь в виду, что если скорость горения топлива лимитируется процессом смешения, то горение протекает в диффузионной области, если же скорость горения лимитируется главным образом кинетикой собственно реакций горения, то процесс протекает в кинетической области. Разберитесь в важных понятиях нормальной скорости распространения пламени, влиянии на нее различных факторов, условиях образования ламинарного и турбулентного факела. Рассмотрите особенности горения жидкого и твердого топлива (гетерогенные реакции), условия горения твердого топлива в слое и во взвешенном состоянии, а также конструкции горелок и форсунок для сжигания газообразного и жидкого топлива.

Литература: [1], с. 163–179; [8], с. 130–160; [9], с. 25–29.