17.2 Цилиндрическая стенка
Тепловой поток
Линейная плотность теплового потока
Линейный коэффициент теплопередачи
для однослойной стенки:
Линейный коэффициент теплоотдачи для многослойной стенки
Общее термическое сопротивление теплопередачи
Термические сопротивления теплоотдачи
Термические сопротивления теплопроводности
слоев
.
18. Теплообменные аппараты.
18.1 Классификация аппаратов
Теплообменные аппараты предназначены для передачи теплоты от одного теплоносителя к другому.
1. Аппараты, в которых теплота между теплоносителями передается через разделяющую стенку, называются рекуперативными.
2. Аппараты, в которых поверхность теплообмена поочередно омывается то горячим, то холодным теплоносителем поочередно называются регенеративными.
3. Аппараты, в которых теплота между теплоносителями передается при их непосредственном контакте, называются смесительными.
4. Аппараты с внутренними источниками теплоты – ядерные реакторы;испарители с нагружен ми горелками.
18.2 Схемы движения теплоносителей
1. Параллельное движение в одну сторону
прямоток.
2. Параллельное движение в разные стороны
противоток.
3. Взаимноперпендикулярное движение
перекрестный ток.
4. Если имеет место прямо, против и перекрестный ток - - смешанный ток.
18.3 Основные уравнения расчета теплообменных аппаратов.
Уравнение теплового баланса
-
расход и теплоемкость;
- температура;
- коэффициент потерь теплоты в окружающей
среде; «/» - индекс входа в аппарат;
«//» - индекс выхода из аппарата;
«1» - «горячий» теплоноситель
(среда);
«2» - «холодный» теплоноситель (среда).
Общее уравнение теплопередачи -
Средняя разность температур
(логарифмическая) -
- большая разность температур;
- меньшая разность температур.
Если
,
то
- среднеарифметическая.
19. Топливо
Элементарный состав твердого и жидкого
топлива
,
А – зольность топлива; W – влажность топлива.
Состав природного газообразного топлива:
метан -
в зависимости от месторождения; углерод
-
,
в малых количествах азот
,
водяной пар. При сгорании образуются
дымовые газы:
которые при реакции с водяным паром
образуют кислоты. Устройства предназначены
для сжигания топлива, называются топками.
Твердое кусковое топливо сжигается в
слоевых топках на колосниковых решетках.
Колосниковые решетки могут быть не
подвижными и подвижными в виде
транспортера. Твердое топливо может
сжигаться в топках с кипящим слоем.
Жидкое и газообразное топливо сжигается
в камерах (факельных) топках.
Количество теплоты, выделяемое при
сгорании 1 кг (м3) топлива и охлаждении
продуктов сгорания до начальной
температуры процесса, называется
теплотой сгорания топлива -
.
Если теплота сгорания учитывает теплоту
конденсации водяных паров то ее называют
высшей
.
20. Котельные агрегаты.
Устройство, предназначенное для получения
горячей воды или пара повышенного
давления за счет теплоты сжигаемого
топлива, называется котлоагрегатом.
Внутренние пространство котлоагрегата
ограниченно стенками, его разделяют на
две части: топка и газоход. В топке по
стенкам расположены Экранные испарительные
трубы в которых кипит вода. В газоходе
в виде змеевиковой трубчатой поверхности
нагрева расположены: перегреватели
экономайзер; а в виде прямых труб
воздухоподогреватель. Воздух в топку
подают вентилятором, а дымовые газы
удаляют дымососом. Работа котла
обеспечивается устройствами по подготовке
воды, топлива, воздуха, удаление газов.
Котлоагрегат совместно со вспомогательными
устройствами называется котельной
установкой.
На рисунке представлена схема котла среднего давления П – образной компоновки. Позиции: 1-горелка; 2-топка; 3-подъемные кипятильные трубы; 4-кипятильный пучёк (фестон); 5-барабан;6-опускные трубы; 7- нижние коллектора; 8-пароперегреватель; 9-экономайзер, трубы ребристые; 10-воздухоподогреватель; 11-дымосос; 12-дымовая труба; 13-вентилятор; 14-питательные насосы; 15-деаэратор; 16-паровая турбина; 17-электрогенератор; 18-многослойные стены.
Контур циркуляции включает: барабан – опускные трубы – нижний коллектор – подъемные трубы – барабан. Газовый тракт: топка – между трубами котельного пучка – между трубами пароперегревателя – между ребристыми трубами экономайзера – внутри труб воздухоподогревателя – дымосос – дымовая труба – атмосфера. Водяной тракт: деаэратор – питательные насосы – внутри труб экономайзера – барабан – контур циркуляции. Паровой тракт: барабан – внутри труб пароперегревателя – паровая турбина. Воздушный тракт: вентилятор – между трубами воздухоподогревателя – горелка. Пароперегреватель, экономайзер, воздухоподогреватель называются хвостовыми поверхностями нагрева.
В топку парогенератора вносится теплота
,
теплота сгорания топлива,
физическая теплота топлива,
теплота внесенная в топку с воздухом,
располагаемая теплота расходуется на:
или
,
КПД котлоагента брутто, нетто
;
полезно используемая теплота (нагрев
воды, парообразование, перегрев пара);
потери теплоты с уходящими газами;
потери теплоты от химического недожога;
потери теплоты от механического недожога;
потери теплоты в окружающую среду;
потери теплоты со шлаками;
теплота
на собственные нужды.