16. Тепловые сети и теплообменники.

Пьезометрические графики тепловых сетей. Существуют два типа пьезометрических графиков: по «горизонтальной дорожке» (рис. 6.11.1) и по «наклонной дорожке» (рис. 6.11.2). При эксплуатации разветвленных тепловых сетей широко используется пьезометрический график, на котором в конкретном масштабе нанесены рельеф местности, высота присоединенных зданий, напор в сети. По графику легко определить давление и располагаемый напор (разница давлений) в любой точке сети и абонентских системах. Все избытки напора при начальной регулировке должны гаситься при начальной регулировке гидравлическими сопротивлениями – регулировочными диафрагмами (шайбами). При диафрагменной регулировке только по подающей линии (рис.6.11.2) в открытых системах при водоразборе ГВС расход воды в падающем трубопроводе больше, чем в обратном. Так как включаемое сопротивление тем больше, чем ближе абонент к станции, то при водоразборе возрастает потеря давления у ближайших к станции абонентов. В результате имеем разрегулировку вдоль сети.

Рис.6.11.1 Рис. 6.11.2.

Гидравлический удар – волновой процесс в жидкости при быстром изменении её скорости, приводящий к местным повышениям и понижениям давления, значительно выходящего за допустимые пределы. Способы исключения гидравлических ударов:

1. Применение устройств, гасящих волны давление в прямом и обратном трубопроводах за счет обратных клапанов. При внезапной остановке насоса, когда давление в прямом коллекторе становится меньше, чем в обратном, открывается обратный клапан.

2. Применение устройств, тормозящих распространение волнового процесса – газовый и воздушный колпаки.

3. Применение устройств для сброса давлений – уравнительные резервуары, разрывные диафрагмы и предохранительные клапаны. Последние мало надежны из-за возможного прикипания и недостаточного быстродействия.

4. Установка маховиков на валу насосов для затягивания времени, включения и отключения насосов.

5. Применение быстродействующих устройств для автоматического включения резервных насосов при выходе из строя рабочего насоса.

6. Применение устройств плавного пуска и частотно-регулируемых электроприводов насосов для формирования переходных процессов.

Классификация и хар-ки теплообменных аппаратов. Теплообменными аппаратами (теплообменниками) называются устройства, предназна­ченные для обмена теплотой между греющей и обогреваемой рабочими средами. Последние принято называть теплоносителями. Водяной пар как греющий теплоноситель получил боль­шое распространение благодаря следующим своим достоинствам.

1 Высокие коэффициенты теплоотдачи при конденсации во­дяного пара позволяют получать относительно небольшие поверх­ности теплообмена.

2. Большое изменение энтальпии при конденсации водяного пара позволяет расходовать малое массовое количество его для передачи сравнительно больших количеств теплоты.

16.1.3. Постоянная температура конденсации при заданном давлении дает возможность наиболее просто поддерживать постоянные режим и регулировать процесс в аппаратах.

Наиболее часто употребляемое давление греющего пара в теплообменниках составляет от 0,2 до 1,2 МПа.

Высокотемпературные теплоносители. В настоящее время в промышленности для высокотемпературного обогрева, кроме дымовых газов, применяют минеральные масла, органические соединения, расплавленные металлы и соли.

Низкотемпературные теплоносители представля­ют собой вещества, кипящие при температурах ниже 0 "С. Это аммиак NH₃, диоксид углерода СО₂, сернистый ангидрид SО₂ и большой ряд галоидных про­изводных насыщенных углеводородов, применяющихся в каче­стве хладоагентов в холодильной технике. Теплообменные аппараты классифицируются следующим об­разом: по назначению — подогреватели, конденсаторы, охладители, испарители, паропреобразователи и т.п.; принципу действия — рекуперативные, регенеративные и сме­шивающие.

Рекуперативными называются такие теплообменные аппараты, в которых теплообмен между теплоносителями происхо­дит через разделительную стенку. При теплообмене в аппаратах такого типа тепловой поток в каждой точке поверхности раздели­тельной стенки сохраняет постоянное направление. В рекуперативных теплообменниках теплоносители омывают стенку с двух сторон и обмениваются при этом теплотой. Процесс теплообмена протекает непрерывно и имеет обычно стационар­ный характер. На рис. 4.1 показан пример рекуперативного тепло­обменника, в котором один из теплоносителей протекает внутри труб, а второй омывает их наружные поверхности.Стенка, которая омывается с обеих сторон теплоносителям, называется рабочей поверхностью теплообменника.

Регенеративными называются такие теплообменные, аппараты, в которых два или большее число теплоносителей попеременно соприкасаются с одной и той же поверхностью нагрева.

Смешивающими -теплообменные аппараты, в которых тепло- и массообмен происходят при непосредственном контакте и смешивании теплоносителей. Их иногда называют контактными. Наиб. важным фактором в рабочем процессе смешива­ющего теплообменного аппарата является поверхность соприкос­новения теплоносителей.

Конструкции теплообменных аппаратов поверхностного типа. Кожухотрубчатые теплообменники представляют собой аппараты, выполненные из пучков труб, скрепленных при помощи трубных решеток (досок) и ограниченных кожухами и крышками с патрубками: одноходовые, многоходовые, пленочные, с линзовым компенсатором, с плавающей головкой закрытого типа.