Изучение конструкций смесительных теплообменных аппаратов

Цель занятия:

Определить основные элементы и принцип действия форсуночных (полых) смесительных теплообменных аппаратов

Определить основные элементы и принцип действия струйных смесительных теплообменных аппаратов

Определить основные элементы и принцип действия пленочных смесительных теплообменных аппаратов

Методические указания к занятию.

Смесительные т. о. а. – это устройства в которых, теплообмен между теплоносителями происходит непосредственно т.е без теплопроводной стенки между ними. Они широко распространены в пищевой, химической, металлургической промышленности, при производство строительных материалов и минеральных удобрении. и в др. отраслях промышленности,

Их применяют для нагревания охлаждения жидкостей, газов, воздуха, увлажнения и осушки газов, для пылеулавливания, абсорбции (поглощение газов жидкостью), в ректификационных установках и д. т.

Смесительные аппараты чаще всего применяют как:

Скрубберы – это аппараты очистки воздуха или газа от пыли, золы, смолы и др. механических примесей путем промывки их водой.

Градирни – это устройства для охлаждения больших количеств воды, за счет тепло- массообмена её с воздухом.

Кондиционер – это аппарат для термовлажной обработки воздуха.

Конденсатор – это (аппараты) устройство, в котором происходит конденсация паров различных сред.

Полые (безнасадочные смесительные аппараты:?

Они представляют собой колону или камеру круглого или прямоугольного сечения, в которой находится система трубопроводов с установленными на них форсунками, для разбрызгивания воды. Жидкость распыляется на капли при помощи паровых, механических или пневматических форсунок, а также дисковых распылителей. Жидкость распыляется для увеличения производительности, т. к. чем меньше капля, тем больше поверхность теплообмена.

Работа: Жидкость разбрызгивается (дробится) на капли форсунками. Поток газа или воздуха подается, как правило, противотоком. При соприкосновении между жидкостью газом или воздухом, происходит тепло- массообмен. Теплообмен происходит на поверх капель.

Механические форсунки требуют на распыления 0,3-0,5 (кВт/ч) энергии на 1 тонну жидкости.

Паровые и пневматические форсунки требуют 0,4-0,6 кг пара или воздуха на 1 кг жидкости, т. е. 6-20 кВт/ч на 1 тонну жидкости. Центробежные распылители требуют больших окружных скоростей, 100-2000 м/с. Расход энергии 0,8-1 кВт/ч на 1 тонну жидкости, и требуют сложного и дорогого привода.

Наиболее распространены механические форсунки.

Преимущества полых смесительных т. о. а.:

Простота конструкции.

2) Высокое значения объемных коэффициентов теплопередачи 6-8 (Вт/м³*°С).

Возможность работы с загрязненной жидкостью.

Широки диапазон регулирования параметров.

Большое количество обрабатываемого газа или воздуха.

Малое гидравлическое сопротивление на газовому тракту.

Недостатка: 1) большие габариты.

Практическое занятие № 8 по теплооборудованию лист 2

Требуется значительный расход энергии на разбрызгивания жидости.

Применения: для охлаждения сушки, увлажнения газа и воздуха. Нагревания воды. конденсации паров. Упаривания и сушки растворов.

Струйные (эжекторы) т.о. а.

Устройство:

Конструктивно они представляют. собой трубу типа конфузор (сужающее) – диффузор (расширяющее) и сопло.

Работа

Вода подводится в сопло и выходит с большой скоростью. В камере смешения создается пониженное давление и пар подсасывается в камеру смешения, где происходит тепло- массообмен. Вода поступает в диффузор, в котором скорость жидкости снижается, а давление возрастает. Подогретая вода идет к потребителю.

Преимущества:

1) Просты по конструкции. ъ\

Компактны.

Для их работы не обязательны насосы, т. к. на выходе из диффузора давление смеси выше атмосферного.

Недостатки

1)температура жидкости на выходе из аппарата значительно ниже температуры насыщенного пара. Недогрев составляет 20 °С.

Их применяют чаще всего для конденсации паров, в системах отопления как элеваторы, т.е. как водоводяные теплообменники.

Пленочные аппараты

Аппарат состоит из: корпуса в виде цилиндра, в корпус вставлен пучок концентрических цилиндров. Верхний торец внутреннего цилиндра вставлена плоская розетка. Вода подается через сопло ввареное в верхние днище, а пар (газ или воздух) - через патрубок в нижней части корпуса.

Работа:

Вода выходит из сопла, подает вниз, ударяется о розетку и разбрызгивается. И после двукратного отражения от верхнего днища и стенок попадается на поверхность концентрических цилиндрах. И в виде пленки вода стекает вниз по поверхности цилиндров.