Повышение - интенсивность - теплообмен
Cтраница 4
Для поддержания температуры промежуточного перегретого пара постоянной в диапазоне нагрузок 60 - 100 % расход воды достигает 5 - 7 % расхода пара, что приводит к весьма существенному снижению экономичности1 установки. Количество впрыскиваемой воды можно заметно сократить, если впрыск производить не вначале, а в рассечку вторичного пароперегревателя. Это объясняется тем, что при впрыске воды перед вторичным пароперегревателем заметно снижается температура пара в начальной ( холодной) части пароперегревателя; при малых температурных напорах, характерных для этой зоны, это приводит к повышению интенсивности теплообмена и уменьшению эффекта снижения температуры пара за счет впрыска. [46]
Выше были рассмотрены условия возникновения и развития паровой фазы, а также основные характеристики механизма кипения. При кипении происходит беспорядочная турбулизация жидкости вблизи поверхности теплообмена растущими и периодически отрывающимися пузырьками пара, интенсифицирующая процесс теплообмена. Теплообмен интенсифицируется с увеличением частоты отрыва паровых пузырьков и плотности центров парообразования. Существенный вклад в повышение интенсивности теплообмена вносит доля теплоты, идущей на испарение микрослоя перегретой жидкости на стенке в паровой пузырек, особенно при давлениях выше атмосферного. Эффект турбулизации является существенным лишь при незначительных перегревах жидкости относительно температуры насыщения. [47]
Теплообменники пластинчатого типа получают в последнее время все большее распространение ввиду их большой компактности. Конфигурадия пластинчато-ребристых поверхностей, встречающихся в современной практике, разнообразна. Жалюзийные ребра выполняются путем прорезания пластины и отгибания полоски материала в поток газа через определенные интервалы. Этим достигается разру -, шение пограничного слоя и повышение интенсивности теплообмена по сравнению с наблюдающейся на поверхностях с гладкими ребрами при тех же условиях движения. [48]
 |
Схема изменения тепловой нагрузки q, температурных напоров At и коэффициентов теплоотдачи а по высоте трубы Я при конденсационном обогреве ( а и электрообогреве ( б. [49] |
Наоборот, верхняя часть трубы отличается большей интенсивностью теплообмена при конденсационном обогреве, чем при электрическом, за счет больших тепловых потоков. В области подогрева температурные напоры между нагреваемой жидкостью и поверхностью трубы падают. В области кипения жидкости при конденсационном обогреве температурный напор увеличивается по высоте трубы. Это имеет место за счет увеличения теплового потока со стороны конденсирующегося пара вследствие повышения интенсивности теплообмена как со стороны конденсирующегося пара, так и со стороны кипящей воды. [50]
Следствием интенсификации теплообмена является увеличение коэффициента теплопередачи, который при чистых поверхностях теп. Очевидно, что интенсификация теплоотдачи должна осуществляться со стороны теплоносителя, имевшего малое значение коэффициента теплоотдачи. Это наблюдается в экспериментах в цеге дегидрирования на термосифонах со стороны контактного газ. Температура потока равнялась 1С5 - ПО С, а температура наружной поверхности трубы, по коброй он проходит, 85 - 92 С, что показывает на высокое термическое сопротивление межгу ядром потока, пленкой конденсата и наружной поверхностью. Очевидно, что мевд / ними находится не конденсирующийся газ, который р эко повышает термическое сопротивление. Повышение интенсивности теплообмена должно быть соизмеримо с увеличением гидравлически сопротивлений. [51]
Маслоохладители предназначены для поддержания температуры масла в пределах 40 - 45 С. Их выполняют в виде кожухотрубных теплообмен-ных аппаратов с гладкими или сребренными трубками. Маслоохладители могут быть с вертикально и горизонтально расположенными трубками. Наиболее широко распространены многоходовые, со стороны масла, охладители с кольцевыми или сегментными перегородками, обеспечивающими веерное или зигзагообразное течение масла. Загрязнение поверхности при эксплуатации - основной дефект маслоохладителя. С повышением интенсивности теплообмена связано устранение протечек масла внутри маслоохладителя, а также застойных зон, существенно снижающих эффективность охлаждения. [52]
Масса пара, занимающая этот огромный ( по отношению к твердой фазе) объем, отделяется от поверхности и проникает в окружающую среду. По всей вероятности, испарение происходит не равномерно по всей поверхности, а в виде струй, вырывающихся из множества дискретно расположенных центров. Эти струи энергично вторгаются в окружающую среду, вызывая в ней сильные возмущения. Возникает очень сложное неупорядоченное движение, связанное с циркуляционными течениями высокой кратности. Как показывает сопоставление теплового и материального баланса, кратность достигает значений порядка пятидесяти и выше. Эта необычная гидродинамическая обстановка в сильнейшей степени способствует повышению интенсивности теплообмена. [53]
Распределение коэффициента теплоотдачи по высоте трубы оказывается качественно одинаковым как при электрическом, так и при конденсационном обогреве. Однако при электрообогреве вследствие большой тепловой нагрузки в зоне подогрева жидкость быстрее нагревается и закипает. Верхняя часть трубы, наоборот, при конденсационном обогреве отличается большей интенсивностью теплообмена, чем при электрическом, за счет больших тепловых потоков. В области подогрева температурные напоры между нагреваемой жидкостью и поверхностью трубы падают. В области кипения жидкости при конденсационном обогреве температурный напор увеличивается по высоте трубы. Это происходит за счет увеличения теплового потока со стороны конденсирующегося пара вследствие повышения интенсивности теплообмена конденсирующегося пара и кипящей воды. Наоборот, при электрическом обогреве вследствие повышения интенсивности теплоотдачи в области кипения жидкости температурный напор между стенкой трубы и кипящей жидкостью уменьшается. В результате указанного характера изменения местного коэффициента теплоотдачи по высоте трубы средняя теплоотдача при электрическом и паровом обогреве может приниматься практически одинаковой. [54]
Из приведенных расчетов видно, что трубчатые аппараты с большими диаметрами труб имеют низкую интенсивность теплообмена. Повышение скорости течения теплообменивающихся сред вызывает большие гидравлические сопротивления в аппарате. Наиболее эффективной мерой повышения интенсивности теплоотдачи в трубчатых аппаратах является уменьшение диаметра труб в пучке. С уменьшением диаметра труб в пучке резко сокращаются габариты аппарата и значительно снижаются гидравлические сопротивления в аппарате. Но с уменьшением диаметра трубок при заданной производительности резко растет число труб в пучке. Трубчатые аппараты с малыми диаметрами трубок в пучке неудобно чистить и мыть. Конструирование малогабаритного и удобного в эксплуатации теплообменника может быть удачно решено только за счет уменьшения толщины слоя жидкости, а это возможно только в плоской или кольцевой щели. В качестве наиболее простого решения задачи повышения интенсивности теплообмена применяют пустотелые трубчатые вытеснители, вставляемые в трубки обычного трубчатого теплообменного аппарата. Такие кольцевые тонкослойные аппараты выпускаются отечественной промышленностью. [55]
Из приведенных расчетов видно, что трубчатые аппараты с большими диаметрами труб имеют низкую интенсивность теплообмена. Повышение скорости течения теплообмен ивающихся сред вызывает большие гидравлические сопротивления в аппарате. Наиболее эффективной мерой повышения интенсивности теплоотдачи в трубчатых аппаратах является уменьшение диаметра труб в пучке. С уменьшением диаметра труб в пучке резко сокращаются габариты аппарата и значительно снижаются гидравлические сопротивления в аппарате. Но с уменьшением диаметра трубок при заданной производительности резко растет число труб в пучке. Трубчатые аппараты с малыми диаметрами трубок в пучке неудобно чистить и мыть. Конструирование малогабаритного и удобного в эксплуатации теплообменника может быть удачно решено только за счет уменьшения толщины слоя жидкости, а это возможно только в плоской или кольцевой щели. В качестве наиболее простого решения задачи повышения интенсивности теплообмена применяют пустотелые трубчатые вытеснители, вставляемые в трубки обычного трубчатого теплообменного аппарата. Такие кольцевые тонкослойные аппараты выпускаются отечественной промышленностью. [56]
Страницы: 1 2 3 4