1.4. Электрический нагрев

При нагревании электрическим током может быть достигнут практически любой желаемый режим, который легко поддерживать. В зависимости от способа превращения электроэнергии в тепловую различают электропечи сопротивления, индукционные, высокочастотные и дуговые.

В электропечах сопротивления прямого действия в электрическую цепь включается ток и среда, края нагреваются при прохождении через них электрического тока.

В электропечах сопротивления косвенного действия теплота выделяется в специальных нагревательных элементах, по которым проходит электрический ток.

Рис. XVI.10

. Схема аппарата с электрическим обогревом:

1 – обогреваемый аппарат; 2 – нагреваемый элемент.

Нагревание в индукционных печах осуществляется индукционными токами.

Обогреваемый аппарат является сердечником соленоида, обмотки которого охватывают аппарат. При пропускании по соленоиду переменного электрического тока вокруг соленоида возникает переменное магнитное поле, индуцирующее в стенках обогреваемого аппарата ЭДС и вызывающее появление вихревых токов Фука, под действием которых происходит разогрев всего аппарата. Обеспечивает равномерный обогрев при температурах, не превышающих 400С.

Высокочастотное нагревание.

Рис. XVI.11 Иллюстрация принципа высокочастотного нагревания:

1 – пластины конденсатора, к которым подведен ток высокой частоты; 2 – нагреваемый материал (диэлектрик); 3 – ориентированные (условно) частицы материала

Применяют для нагревания диэлектриков (пластик, резина, дерево и др.). нагреваемый материал помещают в переменное магнитное поле частотой 10-100МГц и напряженностью 1000-2000 В/см. под действием переменного поля молекулы диэлектрика колеблются и при этом поляризуются. В результате внутреннего трения между молекулами выделяется теплота. Выделение происходит по всей толщине – равномерный нагрев.

В электродуговых печах нагревание происходит за счет того, что электрическая энергия превращается в теплоту, выделяемую пламенем дуги, возникающей между электродами. Нагревание до 1500 – 3000 С.

– неравномерность

+ трудно регулировать температуру.

2. Отвод теплоты

Отвод теплоты осуществляется аналогично и осуществляется охлажденной водой, низкотемпературными жидкими хладоагентами, воздухом.

ВОДООБОРОТНЫЕ ЦИКЛЫ ХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ

Воду, используемую в процессах охлаждения различных технологических потоков на химических предприятиях после прохождения через соответствующие теплообменные устройства собирают в сборник-накопитель, а затем подают для охлаждения на градирни. Они представляют собой полые башни, в которых сверху разбрызгивается теплая вода, а снизу движется воздух (за счет естественной тяги или нагнетается вентилятором).

Расположенная внутри градирни насадка служит для увеличения поверхности контакта между водой и воздухом. Горячая вода охлаждается как за счет контакта с холодным воздухом, так и в результате испарения части потока воды.

Отходящая с градирен вода может быть вновь использована для охлаждения технологических потоков. Это позволяет значительно снизить потребности в свежей воде, которая в дан ном случае используется лишь для подпитки.

Рис. XVI.12 Градирни с естественной (а) и принудительной (б) тягой

1 – поддоны; 2 – слои насадки; 3 – распределители охлаждающей воды; 4 – полая часть градирни для обеспечения естественной тяги; 5 – осевой вентилятор; 6 – брызгоотбойник

Периодически воду, находящуюся в водооборотном цикле, необходимо очищать: это удорожает охлаждающую воду, но улучшает экологическую обстановку.