книги из ГПНТБ / Перегудов, В. В. Тепловые процессы и установки технологии полимерных строительных материалов и изделий учебник

Отсюда с учетом температуры переработки материала можно определить критическую толщину газовой прослойки, для которой еще сохраняется ламинарный режим течения,

Если с некоторым приближением считать, что для продуктов деструкции величины с, у , v и В не очень отличаются от аналогич­ ных для воздуха при средней температуре воздуха f С, можно по­ лучить критическую толщину прослойки бг мм, для которой сохра­ няется ламинарный режим течения. Ниже определена бг.кр для средней температуры воздуха в прослойке Г =100°

80

где tv— средняя температура газов в прослойке; tM — t3 — средняя температура поверхности материала, воспринимающего излучение.

Определив составляющую теплового потока <7 через газовую прослойку, находят коэффициент

.теплоотдачи аг. В этом случае аз является коэффициентом теплоперехода от стенки через газовоз­ душную прослойку к материалу

81

где А^б и AtM— соответственно-большая и меньшая разности тем­ ператур теплоносителя и материала на входе и выходе из тепловой установки. •

Для перекрестного тока Д^пер вычисляют по формуле

6

Рис. 28. Коэффициент i|)=/(Pr, Re) для перекрестного тока тепло­ носителя:

а — для.одноходового; 6 — для двухходового (теплоноситель t, перемеши­ вается. / г — н е перемешивается)

At определяют по формуле (IV.36), где

Д*б = К — tz; AtM = t'z' — t'i .

При использовании в качестве теплоносителей водяного пара или паров ВОТ среднюю логарифмическую разность температур также определяют по формуле (IV.36), а Дг"б и Atn показаны соот­ ветственно на рис. 29.

82

теплоотдачи от стенки в окружающую среду; a2 = aj — в этом случае

83

где (хк и ал — конвективная и лучистая составляющие; а — посто­ янный коэффициент, принимаемый для вертикальной стенки 2,2, для

ноты, для стального листа, закрывающего тепловую изоляцию стен­

потерь тепла в окружающую среду можно применять приближен­

§4. Движение теплоносителя в установках

сдополнительным внешним обогревом

Для обогрева установок теплоноситель: горячая вода, водяной пар или ВОТ — подается в обогревательные каналы, движется по ним и обогревает материал.

Учитывая незначительность сил гравитационного напора частиц теплоносителя, возникающего при разности удельных весов, ис­ пользовать его в современных высокопроизводительных установках не представляется возможным. Для перемещения теплоносителя приходится поэтому прибегать к приложению силы извне. Такой силой является искусственносозданное давление (разрежение) на пути движения теплоносителя. Это давление или разрежение за­ ставляет теплоноситель перемещаться по обогревательным каналам или обогревательным рубашкам установок.

При движении теплоносителя в тепловых установках между ним и стенками канала возникают силы сопротивления, в результате чего частицы теплоносителя, прилегающие к поверхности стенки, тормозятся. Торможение благодаря вязкости передается соседним слоям. Эти силы называют ершами гидравлического сопротивления трению.

Для преодоления сопротивления трения и поддержания посту­ пательного движения теплоносителя необходимо, чтобы на него действовали силы, направленные в сторону движения теплоносите­ ля, с целью компенсации потерь давления на трение.

Давление, которое необходимо затратить на поддержание пос­ тупательного движения, тормозящегося трением, называют потерянным давлением на трение и обозначают АРТ р-

Трение является не единственной причиной, вызывающей поте­ ри давления. Аналогичные потери происходят при движении теп­ лоносителя по каналу, резко изменяющему свое сечение или на­ правление. Потери давления, вызываемые резким изменением' кон­ фигурации границ потока, называют местными потерями давления и обозначают АРМ .

84

Таким образом, потери давления при движении теплоносителя в тепловых установках складываются из потерь давления на тре­ ние и местных потерь давления, т. е.

Полное потерянное давление АРп, которое затрачивается на движение жидкости или пара по системам обогрева'или охлажде; ния, определяется как сумма частных

сумма потерь давления на местные сопротивления; 2Д-РС — сумма потерь «а преодоление давления гидростатического столба жидко­ сти или газа.

Гидравлические потери на трение в трубах и каналах опреде­ ляют по формуле

где е — коэффициент трения по длине канала или трубы; w —• сред­ няя скорость теплоносителя на участке; y = pg— объемный вес теп­ лоносителя; р — средняя плотность теплоносителя на участке; g — ускорение силы тяжести; / — длина канала; da — эквивалентный диаметр.

Гидравлические потери на местные сопротивления в трубах и каналах при поворотах, перегородках, диффузорах, задвижках, вентилях и других элементах определяют по формуле

входе и выходе.

Знак плюс берут при движении теплоносителя сверху вниз, так как дри этом приходится преодолевать его стремление подняться вверх, а минус—отри движении снизу вверх.

85

В общем случае при неизотермическом течении жидкости в фор­

Схема а отражает принцип включения теплообменника, обогре­ ваемого горячей водой.

Теплообменник расположен в установке, которая находится выше подающей магистрали. Горячая вода поступает в теплооб­ менник с давлением Р\, проходит через него и выходит с давлени­ ем Рг.

Определение падения давления ДР на участке от ввода до вы­

ность течения, так как температура воды при течении уменьшается. Тогда в формулу (IV . 42) необходимо ввести дополнительное сла­ гаемое ДРд (потери давления в магистрали) на неизотермическое течение.

Следовательно, полное падение давления в магистрали по схе­ ме а будет равно

86

вым обогревом. Учитывая, что пар отдает в установке только тепло­

Рис. 31 . Устройство подпорнойшайбы:

ся некипящей жидкостью, кипящей и конденсирующимися парами. Коэффициент теплоотдачи у жидких некипящих ВОТ при тур­ булентном движении по обогреваемым трубопроводам значитель­ но выше, чем коэффициент теплоотдачи при их кипении и конден­ сации. Следовательно, .в случае использования жидких ВОТ можно передать установке при. одинаковой поверхности нагрева значи­

тельно больше тепла.

Поэтому на любом ВОТ осуществляют нагревательную уста­ новку, работающую на теплоносителе, нёдогретом до температуры

создают избыточное давление порядка 2—5 кР/см2, вводя в цирку­ ляционную систему инертные газы, что дает возможность полно­ стью исключить закипание теплоносителя при более высоких тем­ пературах.

Нагревательная установка, работающая на некипящих ВОТ, обязательно снабжается расширительным сосудом, устанавлива­ емым на отметке, находящейся выше ее самой верхней точки.

Перекачка горячих ВОТ в системе нагрева осуществляется спе­ циальными циркуляционными насосами, напор которых рассчиты­ вают по приведенным выше формулам.

Конденсатоотводчики. При паровом обогреве технологических установок пар конденсируется и отдает свое тепло. Чтобы вместе

87

с конденсатом не удалялся пар, на выходе из установки ставят к'онденсатоотводчики.

Простейшим конденсатоотводчиком является подпорная шайба (рис. 31). Расход пара и конденсата через диафрагму конденсатоотводчика определяют по формуле

устанавливают обычно при использовании пара давлением сверх 5 ат.

Принцип действия поплавковых конденсатоотводчиков очень прост. В конденсатоотводчик постепенно набирается конденсат, ко­ торый при заполнении определенного объема прибора с помощью поплавка открывает клапан выпуска конденсата.

В промышленности чаще используют конденсатоотводчики типа «Рапид», применяющиеся для перепада давления в сетях до 10 ат. и конденсатоотводчики Главармалита, применяющиеся для давле­ ния 'сверх 10 ат. Спемы этих конденсатоотводчиков показаны на рис. 32 и 33.

через узкую, сообщающуюся с емкостью стакана трубку 4 конден­ сат выдавливается из стакана 2 в выходное отверстие. Пар в это отверстие пройти не может, так как он отделен от него слоем кон­ денсата. По мере выпуска конденсата стакан уменьшается в весе и всплывает, закрывая отверстие для выхода конденсата. Конден­ сатоотводчик Главармалита также заполняется конденсатом; по мереего заполнения на две трети объема резервуара 1 поплавок 2 всплывает и открывает отверстие для выпуска конденсата 3, кото­ рый постепенно удаляется из резервуара. Пар в отверстии не про­ пускает слой конденсата над отверстием. По мере слива конден­ сата поплавок опускается и перекрывает отверстие.

Расчет конденсатоотводчиков заключается в определении диа­ метра выпускаемого отверстия и необходимого веса поплавка. Обычно в практике применения конденсатоотводчиков их выбира­ ют по нормалям заводов-изготовителей. В нормалях обычно ука­ зывают две производительности: максимальную, соответствующую

-89