Экраны для аккумулирования теплоты в области процесса и т.д.

Нагревание водяным паром. В качестве греющего агента широко

Применяется водяной пар, обладающий высокими термодинамическими

Свойствами, к числу которых относятся большое количество теплоты, выде-

ляемое при конденсации пара (так при давлении 0,1 МПа q = 2260 кДж/кг),

И наличие постоянной температуры конденсации при постоянном давлении.

Вследствие выделения большого количества теплоты расходы пара

Небольшие. Постоянство температуры конденсации дает возможность точно

Поддерживать и, в случае необходимости, регулировать температурный

Режим процесса, изменяя давление пара.

Коэффициенты теплоотдачи от конденсирующегося пара высокие,

достигающие значений α ≈17000 Вт/(м2 ｷ К), что позволяет уменьшить

Поверхность нагревания.

К числу достоинств водяного пара также относятся его доступность,

Нетоксичность, пожаробезопасность, а основным недостатком является

Зависимость между температурой насыщения и давлением. С ростом темпе-

Ратуры насыщения давление пара растет.

Поэтому обычно нагревание насыщенным водяным паром проводится

до температур 180 _ 190 ｰС, что соответствует давлению пара 1 _ 1,2 МПа.

Повышение давления приводит к удорожанию теплообменной аппаратуры,

Так как она должна быть механически прочной.

При нагревании используется либо глухой, либо острый ______________пар. При

Использовании глухого пара теплота передается нагреваемому

Теплоносителю через стенку (процесс теплопередачи). Соприкасаясь с

Холодной стенкой, пар конденсируется и в виде пленки стекает вниз по

Стенке. Для того чтобы обтекаемость стенки была более полной, пар подается

В верхнюю часть аппарата, а конденсат выводится снизу. Температура

Пленки конденсата близка температуре конденсации.

Необходимо, чтобы пар полностью конденсировался на поверхности

Теплообмена. Во избежание потери пара (пролетный пар) из пространства

Конденсации вместе с отходящим конденсатом, применяются специальные

устройства _ конденсатоотводчики, которые позволяют выходить только

Конденсату и задерживают выход пара.

Конденсатоотводчики бывают с закрытым и открытым поплавком.

Конденсатоотводчик с закрытым поплавком (рис. 4.1) применяют при

Абсолютном давлении пара выше

МПа. При поступлении конден-

Сата (в смеси с паром) через пат-

Рубок 6 в корпус 2 конденсато-

Отводчика поплавок 3 всплывает,

Открывая клапан 4 для выпуска

Конденсата. С выходом конден-

Сата поплавок опускается, клапан

__________закрывает выходное отверстие,

Вновь происходит накопление

Конденсата в корпусе и т.д.

Над слоем конденсата находится

Паровая фаза, но этот пар не

Может удаляться вместе с кон-

Денсатом. Вертикальное положе-

Ние поплавка и клапана фикси-

Руется штоком 5 и направляющим стаканом 1.

Тепловой баланс при нагревании глухим паром имеет вид

mп(hп – hкон) = mсрс р (T2 – T1) + Qпот, (4.1)

где mп _ расход пара; hп, hкон _ энтальпия соответственно пара и

конденсата; mср _ расход нагреваемой среды; T1, T2 _ соответственно

начальная и конеч-ная температуры среды; с р _ средняя теплоемкость

среды; Qпот _ тепловые потери.

Нагревание острым паром происходит обычно при его смешивании с

Нагреваемой средой. Этот способ проще нагрева глухим паром и позволяет

Полнее использовать теплоту конденсации пара.

Для лучшего контакта пара и нагреваемой среды в смесителях

используются различные устройства, например барботеры, которые, разделяя

Пар на мелкие струйки, создают перемешивание нагреваемой жидкости.

Теловой баланс при нагревании острым паром имеет следующий вид:

mпhп + mсрсpT1 = mпсp,конT2 + mсрсpT2 + Qпот (4.2)

где сp,кон _ теплоемкость конденсата.

Нагревание горячей водой и конденсатом. Горячая вода применяется

для нагревания веществ до температуры ниже 100 ｰС. При более высоких

температурах нагревания (130 _ 150ｰС) используется горячая вода при

Повышенном давлении. Как теплоноситель горячая вода хуже водяного пара.

Она отдает меньше теплоты и температура воды вдоль поверхности тепло-

Обмена постепенно снижается, что ухудшает равномерность обогрева и зат-

Рудняет регулирование температурного режима. Коэффициенты теплоотдачи

от горячей воды ниже, чем от конденсирующегося пара [не выше 5000

Вт/(м2ｷ К)]. При нагревании поверхности теплообмена водой применяется