Главная Обратная связь

Дисциплины:






ЦИКЛИ ХОЛОДИЛЬНИХ УСТАНОВОК



Парокомпресійна холодильна установка

 

Принципова схема парокомпресійної установки Цикл парокомпресійної холодильної установки в Т-s координатах

 

Процеси циклу: 1-2 – необоротне|незворотне| дроселювання рідкого холодоагенту| в дросельному вентилі 1. При цьому холодоагент| переходить у стан|достаток| вологої|вогкої| насиченої пари; 2-3 – ізобарно – ізотермічні випаровування|випаровування| крапель холодоагенту|краплин|| у випарнику 5 камери охолодження|охолодження| 2. Відведення|відвід| теплоти , від об'єкту охолодження|охолодження|. Теплота відводиться|відводить| за рахунок різниці температур в камері і усередині|всередині| випарника; 3-4 – адіабатне стиснення|стиснення| пари в компресорі 3; 4-5 – ізобарне охолодження|охолодження| перегрітої пари в конденсаторі 4; 5-1 – ізобарно – ізотермічна конденсація пари в конденсаторі 4.

 

14. ТЕОРІЯ ТЕПЛООБМІНУ

Теплота переноситься трьома видами:

1.Теплопровідність – молекулярне перенесення|перенос| теплоти в просторі|простір-час| із|із| змінною температурою.

2. Конвекція – перенесення|перенос| теплоти об'ємами|обсягами| газу, що переміщаються.

3. Теплове випромінювання – перенесення|перенос| теплоти електромагнітними хвилями.

Перенесення|перенос| теплоти одночасно теплопровідністю і конвекцією називається конвективним теплообміном (КТ). КТ між поверхнею твердого тіла і рідиною (газом) називається тепловіддачею. Перенесення|перенос| теплоти одночасно тепловим випромінюванням і конвекцією називається радіаційно-конвективним теплообміном. Якщо теплота одночасно переноситься трьома видами, то такий теплообмін називають складним.

Сукупність значень температури в різних точках тіла називається температурним полем. Якщо температура не змінюється в часі, то таке поле називають стаціонарним, його рівняння якщо змінюється в часі, то нестаціонарним, , - час. Температурне поле характеризується градієнтом температури – це є вектор, направлений|спрямований| по нормалі до ізотермічної поверхні і чисельно дорівнює похідної від температури по даному напряму|направленню|, - нормаль до поверхні. Позитивний напрямок|направлення| градієнта у бік зростання температури.

15. ТЕПЛОПРОВІДНІСТЬ

Теплопровідність – молекулярне перенесення теплоти в просторі із змінною температурою.

Кількість теплоти, що переноситься через площу|майдан| будь-якої величини поверхні в одиницю часу, називається тепловим потоком Q, Вт=Дж/с. Кількість теплоти, що переноситься в одиницю часу через одиницю площі|майдану| називається густиною теплового потоку - , .



Закон Фур’є: кількість теплоти , що переноситься через елемент ізотермічної поверхні , за проміжок часу пропорційно температурному градієнту

.

Кількість теплоти, що переноситься в одиницю часу через одиницю довжини ізотермічної поверхні при температурному градієнті, який дорівнює одиниці, називається коефіцієнтом теплопровідності. Для більшості тіл

,

а, b – постійні коефіцієнти.

 

15.1 Теплопровідність через плоску стінку

Задаються температури на протилежних поверхнях стінки і , коефіцієнт матеріалопровідності| - , товщина стінок , індекси шарів – 1, 2, 3.

Для одношарової стінки густина теплового потоку ; тепловий потік .

Для багатошарової (тришарової) стінки густина теплового потоку

;

Загальний|спільний| термічний опір теплопровідності плоскої стінки - , де - термічний опір теплопровідності плоского шару.

Тепловий потік .

15.2 Теплопровідність через циліндрову стінку

Задаються температури на поверхнях стінок і , коефіцієнт теплопровідності матеріалу стінки - , діаметри стінок - , індекси діаметрів – 1, 2, 3, 4.

 

Лінійна густина теплового потоку :

Для одношарової стінки

тепловий потік

Для багатошарової (тришаровою) стінки

Тепловий потік ; - довжина циліндричної стінки, м.|м-коду|

Загальний|спільний| термічний опір теплопровідності циліндричної стінки:

, де - термічний опір теплопровідності циліндрового i-| того шару.

 

16. КОНВЕКТИВНИЙ ТЕПЛООБМІН

Конвективний теплообмін описує перенесення|перенос| теплоти між поверхнею твердого тіла рідиною або навпаки. При цьому теплота одночасно переноситься теплопровідністю і конвекцією.

 

Розрізняють теплообмін при природній (вільній) і вимушеній|змушеній| конвекції. Вільна - виникає під дією різниці густини нагрітих і холодних об'ємів|обсягів| рідини. Має місце у разі, коли теплообмінна|теплообмін| поверхня занурена в рідину (газ). Вимушена|змушена| виникає під дією сил, що спричиняють|спричиняють| направлений|спрямований| рух рідини (насос, вентилятор, компресор). Конвективний теплообмін описується рівнянням Ньютона – Ріхмана: де - коефіцієнт тепловіддачі; - площа|майдан| поверхні теплообміну; - температура стінки і рідини.

Кількість теплоти, що переноситься через одиницю ізотермічної поверхні за одиницю часу при різниці температур між стінкою і рідиною в один градус називається коефіцієнтом тепловіддачі

Якщо визначається для всієї поверхні, то його називають середнім, якщо для елементу поверхні, то локальним.

Величина визначається: швидкістю руху рідини, режимом руху, фізичними властивостями рідини, розташуванням поверхні в просторі|простір-час|, станом|достатком| поверхні, різницею температур і іншими чинниками|факторами|. З боку «гарячої» рідини зазвичай|звично| позначають |значать|, з боку «холодної» - .

Основні критерії теплообміну:

1 – число Нуссельта ;

2 – число Рейнольдса ;

3 – число Грасгофа ;

4 – число Прандтля ;

5 – число Пекле ;

Рівняння виду|виду| називають критеріальним рівнянням: С - постійний коефіцієнт; - показник ступеня|міри|. Розрізняють такі види конвективного теплообміну: при природній конвекції; при вимушеній|змушеній| конвекції в трубах|труба-конденсаторах| і каналах; при поперечному обтіканні труб|труба-конденсаторів|; при кипінні; при конденсації.

 

ТЕПЛОПЕРЕДАЧА

17.1 Плоска стінка

Теплопередача є перенесенням|переносом| теплоти між двома середовищами|середовищем| через стінку, що розділяє їх. Теплопередача включає: тепловіддачу від «гарячої» рідини до внутрішньої поверхні стінки, характеризується коефіцієнтом тепловіддачі і термічним опором тепловіддачі ; перенесення|перенос| теплоти теплопровідністю через матеріал стінки, характеризується коефіцієнтом теплопровідності і термічним опором теплопровідності ; тепловіддачу від зовнішньої поверхні до «холодної» рідини, характеризується коефіцієнтом тепловіддачі і термічним опором тепловіддачі .

 

Одношарова Багатошарова

 

Кількість теплоти через стінку:

Тепловий потік ; густина теплового потоку . Коефіцієнт тепловіддачі для одношарової стінки

Коефіцієнт тепловіддачі для багатошарової (тришарової) стінки

Загальний|спільний| термічний опір теплопередачі

Термічні опори теплопровідності шарів

Термічні опори тепловіддачі .

17.2 Циліндрична стінка

Тепловий потік

Лінійна густина теплового потоку

Лінійний коефіцієнт теплопередачі для одношарової стінки:

Лінійний коефіцієнт тепловіддачі для багатошарової стінки

Загальний|спільний| термічний опір теплопередачі

Термічні опори тепловіддачі

Термічні опори теплопровідності шарів .

18. ТЕПЛООБМІННІ|теплообмін| АПАРАТИ

18.1 Класифікація апаратів

Теплообмінні|теплообмін| апарати призначені для передачі теплоти від одного теплоносія до іншого.

1. Апарати, в яких теплота між теплоносіями передається через відокремлювальну стінку, називаються рекуперативними.

2. Апарати, в яких поверхня теплообміну по черзі омивається то гарячим, то холодним теплоносієм, називаються регенеративними.

3. Апарати, в яких теплота між теплоносіями передається при їх безпосередньому контакті, називаються змішувальними|змішувач-відстійниками|.

4. Апарати з|із| внутрішніми джерелами теплоти – ядерні реактори; випарники з|із| зануреними пальниками.

1. Кожухотрубчастий теплообмінник: 1 – корпус; 2 – поверхня теплообміну у вигляді труб; 3 – трубні решітки; 4 – верхня і нижня кришки камери; 5, 6 – патрубки входу і виходу «гарячого» теплоносія; 7, 8 – патрубки «холодного» теплоносія; 9 – трубний простір; 10 –міжтрубний простір. 2. Регенеративний теплообмінник: 1 – газохід; 2 – корпус апарату; 3 – листи, теплообмінна поверхня.
3.Барометричний конденсатор: 1 – корпус; 2 – бризковловлювач; 3 – перфорована полиця; 4 - барометрична труба; 5 – гідравлічний затвор. 4.Випарний апарат з зануреним пальником.

18.2 Схеми руху теплоносіїв

1. Паралельний рух в один бік прямотечія.

2. Паралельний рух в різні боки протитечія.

3. Взаємноперпендикулярний рух перехресний струм|тік|.

4. Якщо одночасно спостерігається прямо-, проти- і перехресний струм змішана схема.

18.3 Основні рівняння розрахунку теплообмінних|теплообмін| апаратів

Рівняння теплового балансу

де - витрата і теплоємність; - температура; - коефіцієнт втрат теплоти в навколишньому середовищі; «/» - індекс входу в апарат; «//» - індекс виходу з апарату; «1» - «гарячий» теплоносій (середовище); «2» - «холодний» теплоносій (середовище).

Загальне|спільне| рівняння теплопередачі -

Середня різниця температур (логарифмічна) -

- велика різниця температур; - менша різниця температур.

Якщо , то - середньоарифметична.

19. ПАЛИВО|пальне|

Елементарний склад твердого і рідкого палива|пального|

А – зольність палива|пального|; W – вологість|вогкість| палива|пального|.

Склад природного газоподібного палива|пального|: метан - залежно від родовища; вуглець - , в малих кількостях азот , водяна пара. При згоранні|згоряти| утворюються димові гази: які при реакції з|із| водяною парою утворюють кислоти. Пристрої|устрої| призначені для спалювання палива|пального|, називаються топками. Тверде кускове паливо|пальне| спалюється в шарових топках на колосникових решітках. Колосникові решітки можуть бути не рухомими|жвавими| і рухомими|жвавими| у вигляді транспортера. Тверде паливо|пальне| може спалюватися в топках з|із| киплячим шаром. Рідке і газоподібне паливо спалюється в камерах (факельних) топках.

Шарова топка: 1 – камера; 2 – заванта-жувальний пристрій; 3 – зольник; 4 – зола, шлак; 5 – повітря; 6 – колосникова решітка; 7 – паливо; 8 – полум’я; 9 – димові гази. Камерна (факельна) топка: 1 – камера; 2 – стіни; 3 – димові гази; 4– пальник; 5 – паливо; 6 – повітря; 7 – факел; 8 – під топки.   Циклонна топка Топка з киплячим шаром: 1 – камера; 2 – стіни; 3 – димові гази; 4 – паливо; 5 – колосни-кова решітка; 6– повітря.

 

Кількість теплоти, що виділяється при згоранні 1 кг (м3) палива і охолодженні продуктів згорання до початкової температури процесу, називається теплотою згорання палива - . Якщо теплота згорання враховує теплоту конденсації водяної пари, тоді її називають вищою .

20. КОТЕЛЬНІ АГРЕГАТИ

Пристрій|устрій|, призначений для отримання|здобуття| гарячої води або пари підвищеного тиску|тиснення| за рахунок теплоти спалюваного палива|пального|, називається котлоагрегатом|. Внутрішній простір|простір-час| котлоагрегату| обмежено стінками, його розділяють на дві частини|частини|: топка|багниста| і газохід. У топці по стінках розташовані|схильні| екранні випарні|випарювальні| труби,|труба-конденсатори| в яких кипить вода. У газоході у вигляді змієвикової трубчастої поверхні нагріву розташовані|схильні|: перегрівник і економайзер; а у вигляді прямих труб|труба-конденсаторів| повітропідігрівник|. Повітря в топку подають вентилятором, а димові гази видаляють|знищують| димососом|. Робота котла забезпечується пристроями|устроями| по підготовці води, палива|пального|, повітря, видалення|віддалення| газів. Котлоагрегат спільно з|із| допоміжними пристроями|устроями| називається котельною установкою.

На рисунку представлена|уявляти| схема котла середнього тиску|тиснення| П – образної компоновки|компонування|.

 

Схема котельної установки:

1 – пальник: 2 – топка; 3 – підіймальні|підйомні| кип'ятильні труби; 4 – кип'ятильний пучок| (фестон); 5 – барабан котла; 6 – опускні труби; 7 – нижні колектора; 8 – пароперегрівник; 9 – економайзер, труби|труба-конденсатори| ребристі; 10 – повітропіді-грівник; 11 – димосос; 12 – димова труба; 13 – вентилятор; 14 – живильні насоси; 15 – деаератор; 16 – парова турбіна; 17 – електрогенератор; 18 – багатошарові|багатошарові| стіни.

 

Контур циркуляції включає: барабан – опускні труби|труба-конденсатори| – нижній колектор – підіймальні|підйомні| труби|труба-конденсатори| – барабан. Газовий тракт: топка|багниста| – між трубами|труба-конденсаторами| котельного пучка – між трубами|труба-конденсаторами| пароперегрівача – між ребристими трубами|труба-конденсаторами| економайзера – усередині|всередині| труб|труба-конденсаторів| повітропідігрівника| – димосос| – димар – атмосфера. Водяний тракт: деаератор – живильні|живлячі| насоси – усередині|всередині| труб|труба-конденсаторів| економайзера – барабан – контур циркуляції. Паровий тракт: барабан – усередині|всередині| труб|труба-конденсаторів| пароперегрівника – парова турбіна. Повітряний тракт: вентилятор – між трубами|труба-конденсаторами| повітропідігрівника| – пальник. Пароперегрівник, економайзер, повітропідігрівник| називаються хвостовими поверхнями нагріву.

До топки парогенератора вноситься теплота , теплота згорання|згоряти| палива|пального|, фізична теплота палива|пального|, теплота внесена до топки з|із| повітрям, наявна теплота витрачається на:

або или ,

ККД котлоагенту| брутто, нетто|нетто-чартер|

;

корисно використовувана теплота (нагрівання води, пароутворення|пароутворення|, перегрів|перегрівання| пари);

втрати теплоти з|із| відхідними газами|вирушають|;

втрати теплоти від хімічного недопалу|недопалення|;

втрати теплоти від механічного недопалу|недопалення|;

втрати теплоти в навколишнє середовище;

втрати теплоти з|із| шлаками;

теплота на власні потреби|нужду|.

 





sdamzavas.net - 2017 год. Все права принадлежат их авторам! В случае нарушение авторского права, обращайтесь по форме обратной связи...