Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
курсова / ªãàᮢ  / Davydyuk2013_2_formatA4.doc
Скачиваний:
141
Добавлен:
23.02.2016
Размер:
2.48 Mб
Скачать

3. Способи охолодження

Для охолодження до звичайних температур (10 – 30 °С) широко використовують такі охолоджуючі агенти як вода та повітря. Порівняно з повітрям вода має велику теплоємність, вищі коефіцієнти тепловіддачі та дозволяє охолоджувати до нижчих температур. Для охолодження використовують воду з природних водойм та з артезіанських свердловин. Якщо місцевої води не вистачає, то охолодження здійснюють оборотною водою – відпрацьованою охолоджуючою водою теплообмінних пристроїв. Цю воду охолоджують шляхом її часткового випаровування у відкритих басейнах або – найчастіше – у градірнях шляхом змішування з потоком повітря та знову подають на використання як охолоджуючий агент.

Температура охолодження залежить від початкової температури води. Вода з наземних водойм має температуру 4-25 °С залежно від пори року, артезіанська вода – 8-15 °С і оборотна вода – близько 30 °С (влітку). Під час проектування теплообмінної апаратури слід брати як розрахункову початкову температуру води влітку, щоб забезпечити безперебійну та надійну роботу теплообмінних пристроїв протягом усього року. Температура води, що виходить з теплообмінників, не повинна перевищувати 40-50 °С, щоб звести до мінімуму виділення розчинених у ній солей, забруднюючих поверхні теплообміну та знижуючих ефективність теплообміну.

Витрату води на охолодження розраховують з рівняння теплового балансу

,

звідки , (11.22)

де G – витрата охолоджуваного середовища; c – середня питома теплоємність цього середовища; cB – питома теплоємність води; tП, tК – початкова та кінцева температури охолоджуваного середовища; t1, t2 – початкова та кінцева температури охолоджуючої води.

Вода застосовується для охолодження переважно у поверхневих теплообмінниках. У таких теплообмінниках вода рухається зазвичай знизу вгору, щоб конвективні течії, зумовлені зміною густини теплоносія за підвищення температури, співпадали з напрямком його руху. Коли температура охолоджуваного середовища перевищує температуру кипіння води за атмосферного тиску, охолодження проводять за часткового випаровування води, що дозволяє знизити витрату води на охолодження. Таке випарювальне охолодження є не тільки теплообмінним, але й масообмінним процесом. Випарювальне охолодження здійснюють у зрошувальних холодильниках, градірнях та інших теплообмінних апаратах.

Ефективність застосування атмосферного повітря для охолодження підвищується завдяки примусовій циркуляції за допомогою вентиляторів та збільшенню поверхні теплообміну з боку повітря шляхом оребрення. Досвід показує, що за використання повітряного охолодження у конденсаторах парів витрати на примусову циркуляцію повітря можуть бути меншими за витрати, пов’язані з водяним охолодженням, і повітряне охолодження може бути економічнішим за водяне.

Повітря як охолоджуючий агент використовується у градірнях – порожнистих баштах, у які згори розпилюється вода, а знизу догори рухається повітря, що нагнітається вентиляторами. Для збільшення площі поверхні контакту між водою та повітрям у градірні розміщують насадку.

Для охолодження до температур, нижчих за 10 °С, за умови, що допустимим є розведення середовища водою, охолодження проводять за допомогою введення льоду або холодної води безпосередньо до охолоджуваної рідини.

Кількість льоду, необхідну для охолодження, визначається з рівняння теплового балансу

,

звідки , (11.23)

де GЛ – необхідна маса льоду; G – маса охолоджуваної рідини; c – питома теплоємність охолоджуваної рідини; cB – питома теплоємність води; tП, tК – початкова та кінцева температури охолоджуваної рідини; 335.2 кДж/кг – теплота топлення льоду.

Вода, що утворюється у результаті топлення льоду, набуває кінцевої температури охолоджуваної рідини.

Для охолодження до значно нижчих за 0 °С температур використовують холодильні агенти – пари низькокиплячих рідин (аміак), зріджені гази (вуглекислий газ, етан тощо) або холодильні розсоли. Ці агенти використовуються у спеціальних холодильних установках, де під час їх випаровування тепло віднімається від охолоджуваного середовища, після чого пари зріджуються шляхом компресії або абсорбуються і цикл замикається.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.