Теплообмен в конденсаторах

Теплообмен – процесс передачи тепла от отработавшего пара через поверхность охлаждения охлаждающей воде. Осуществляется конвективным путём и характеризуется тремя выражениями конвективного теплообмена:

1. уравнение баланса тепла по паровой стороне.

2. уравнение теплопередачи.

3. уравнение баланса тепла по водяной стороне.

1. Выражение баланса по паровой стороне характеризует количество теплоты, переданное паром поверхности охлаждения.

,

где:

– количество теплоты, переданное паром и воздухом.

– величина несущественная, поэтому ею пренебрегаем.

.

– расход пара через конденсатор.

– энтальпия пара на входе и воды на выходе.

Выражение характеристик количества теплоты, переданное через поверхность охлаждения:

(*) ,

2. , где

– коэффициент, который учитывает влияния кривизны поверхностей охлаждения, которые изготавливаются из труб малого диаметра.

Выражение количества теплоты, переданного поверхностью охлаждения охлаждающей воде:

,

где:

– расход воды,

– теплоёмкость,

– температуры охлаждающей воды при выходе и входе в конденсатор,

,

.

Лекция 28 Водоопреснительные установки

Существует необходимость использования дистиллированной воды, а именно:

1. Для первоначального заполнения паровых котлов и конденсатно-питательных магистралей системы охлаждения ДВС.

2. Для технических целей.

3. Для хозяйственно-бытовых нужд.

4. В экстремальных условиях – для приготовления пищи и питья после обеззараживания, насыщения солями и аэрации.

Для дистиллята используется забортная вода.

Существует 3 метода получения дистиллята:

1. Гиперфильтрация (пропускание воды через молекулярные фильтры).

2. Пропускания воды через ионно-обменные фильтры.

3. Термическое обессоливание – испарение.

Первые два метода имеют недостатки:

• большая масса и габариты на единицу производительности,

• большой расход энергии,

• высокая стоимость.

С указанной точки зрения для судов целесообразным является третий метод, который положен в основу действия судовых водоопреснительных установок.

В результате кипения воды, на нагревательной батарее образуется накипь.

Бесповерхностная водоопреснительная установка

Кипение происходит в потоке питательной воды, поступающей в камеру испарения. Такие установки многоступенчатые с высокой производительностью и используется на судах, где требуется большой расход дистиллята. Для подогрева питательной воды в таких установках используется отработавший пар или пар из отбора турбины.

Трехступенчатые установки серии м

1. Подогрев питательной воды.

2. Охладители эжектора.

3. Пароструйный эжектор.

4. Отбойный козырёк.

5. Подводящий патрубок

Питательная вода нагревается подогревателем до температуры на 10-15° выше температуры кипения в камере испарения ступени, т.е. она поступает в камеру первой ступени в перегретом состоянии. Вода подводится в камеру через подводящий патрубок. Здесь температура и давление понижаются до температуры и давления в камере. Освобождается часть тепла и образуется некоторое количество вторичного пара. Вторичный пар поднимается в конденсатор, а рассол перетекает в следующую ступень где давление ниже, чем в предыдущий камере и т.д.

На единицу затрачиваемого тепла получают больше дистиллята. Накипь в подогревателе питательной воды не образуется т.к. она не нагревается до температуры кипения при давлении в подогревателе. В камере испарения накипь не образуется.