8) Теоретические основы массообмена.

Массовый поток среды. Закон Фика. Относительная концепция воздуха в смесиg (g+g=1) будет возрастать по мере удаления от поверхности. В результате возникает массовый поток воздуха направленный в сторону уменьшения градиентат.е к поверхности. С учетом равенстваg+g=1

и из уравнения следует Закон Фика

g,g- концентрации компонента среды, пара.D- коэффициент концентрационной диффузии.

Суммарный поток на поверхности. Стефановский поток воздуха,направленный от поверхности, накладывается на массовый поток пара в воздухеm. В результате плотность полного потока пара от поверхности будет представлять сумму молекулярных и конвективных составляющих.m=

Массовый поток при небольших концентрациях компонента.Еслиppто уравнение для массового потокаmможно упростить.

где D- коэффициент концентрационной диффузии.,- концентрация пара на поверхности, в воздухе. Записывая плотность массового потока пара через коэф конвективной массоотдачи ( анологично коэф конвективной теплоотдачи), получим

где - коэф массоотдачи отнесенный к разности парциальных давлений. Уравнение конвективной массоотдачи, записанное через разность концетрации имеет вид.

9) Рекуперативные теплообм аппар непрерывного действия.

- Кожухотрубчатые аппараты

Применяются когда требуется высокая производительность аппарата и больш поверхность теплообменника. Могут иметь вертикальное и горизонтальное исполнение.

Основные типы кож-трубн аппар

I- одноходовой с жестким креплением трубных решеток. Аппарат из ряда трубок 1 , кот приварены к трубной решетке2. Трубные решетки помещены в кожух.3 на корпусе аппарата 4 имеются штуцера 5 для подвода, отвода теплоносителя. Трубное и межтрубное пространство в аппарате разобщены, каждое из нх может делится с помощью перегородок на ходы.

II– многоходовой с жестким креплением трубн решеток. Ш – пленочный аппарат.IV- аппарат с линзовым компенсатором на корпусе

. Также бывают аппараты с плавающей головкой закрытого типа, с плавающей головкой открытого типа, с сальниковым компенсатором, с Uобразными трубками.

Особенностями кожехотр аппаратов является то, что проходное сечение межтрубн пространства в 3 раза больше по сравнению с трубными поэтому при одинаковых расходах теплоносителя особенно если теплообмен происходит без изменения агрегатного состояниячасто получаются пониженные скорости.

-Спиральные теплообменники– 2 металлические ленты ( 3-7мм) соед. в середине и навитое вокруг этой перегородки т.о., что образует 2 канала. 1-для греющей среды, 2- для нагреваемой. Между этими двумя средами происходит теплообмен через металл стенку.

С .Т. теплообм. Могут иметь вертик и гориз расположение. Основные преимущества – они имеют относительно высокие скорости движения теплоносителя , длительность работы без отчистки каналов. Недостатки – большая металлоемкость сложность изготовления, малая плотность

Принципиальная схема

- Пластинчатые теплообмен. Бывают разных конструкций: разборные, полуразборные неразборные. Самые распр. разборные. Применяются когда коэф теплоотдачи сред примерно равны.

Группа пластин 1, кот передает тепло от одного теплообменника другому. Они подвешены на горизонт. штангах Концы верхн.. и нижн. Штангах закреплены в неподв. плите 6 и на стойке 3.при помощи наживой плиты 5 и винта 4 пластины собраны и сжаты в один пакет. В рабочем состоянии пластины плотно прижаты к друг другу, а пространство канала уплотняется прокладками 7. Из-за этого обр-ся 2 рода канала, изолир друг от друга изолир стенкой Для греющей среды и нагреваемой.Обе системы соединяются со своими коллекторами и штуцерами для ввода вывода сред.

- Гладкотрубные аппараты.

1-внешн труба. 2-внутр труба

3-линзовый компенсатор

4-трубная решетка 5-калач

В внешн трубу 1 вставлена 2

меньшего диаметра. Теплообмен осуществляется через трубы от горячего теплоносителя к холодному.

10) Рекуперативные теплообмен. периодического действия.–Водоподогрев аккумуляторы

применяются для подогрева сетевой воды. Это сосуд большой емкости с паровым(водяным ) отоплением Вода в подогревателе нагреваются в течении 4-5 часов, а расход за 30 мин.

Стальной бак 1, покрытый тепловой изоляцией полностью заполняется водой через штуцер 3 Затем он перекрывается. Когда уровень воды в баке достигает предел. значения (водоуказ. стекло 7) Затем открывают штуцера 5,6 и гор теплонос проходит через трубчат петлю 2 где через стенку отдает свое тепло. 8-манометр. 9- возд кран Регулирование процесса происходит с помощью. Темп. Датчика связанного с опорной арматурой.

- Варочные котлыОни используются в химической строит. индустрии.

Запарник-Стальной сварной барабан 1 Укреплен на роликовых апорах 7и вращается от редуктора, связ с электродв. 8 . Параллельно оси барабана расположены и укреплены в трубных досках 2 жаровые трубы3. Дым, газы выходят в самозапарник через коробку 4 и пройдя жаровые трубы, выходит через коробку 9. В результате теплообм. дым. газов и материалов находящихся в корпусе 1, из него выделяется вод пары.По патрубку 6 они расп в центре котла. Материал для запаривания поступает через люк10.

-Реакционные аппараты. Их применяют в хим пром. В реак апп обрабатывается жидкий или твердый материал. Путем нагрева его до опред темп и изотермич выдержки. За определ помежуток времени в материале происходят физические, химические изменения.

Тепловую обработку можно осуществлять либо острым, либо глухим паром

Обогрев глух паром менее эффективен чем острым, из-за низкого коэф теплоотдачи от стенки к жидкости т к передача тепла осущ за счет конвекции

Обогрев острым паром более экономичен, однако имеют место большие потери конденсата, т к он не возвращается обратно в котельную, а сбрасывается в дренаж.

острый парглухой пар

1-автоклав, 2-крышка, 3 перфорир трубка, 4 пар, 5- манометр, 6-термометр, 7- предохр клапан