ТЕПЛОПЕРЕДАЧА В ПРОМЫШЛЕННЫХ АППАРАТАХ
1
ТЕПЛОПЕРЕДАЧА В ПРОМЫШЛЕННЫХ АППАРАТАХ
Курс объемный – 4 часа в неделю + типовой расчет + допуск + экзамен ЛИТЕРАТУРА
1.Петухов Б.С., Генин Л.Г., Ковалев С.А., Соловьев С.Л. Теплообмен в ядерных энергетических установках. М.: Изд. МЭИ, 2003.
2.Лабунцов Д.А., Ягов В.В. Механика двухфазных систем. Изд. МЭИ, 2000.
3.Григорьев В.А., Крохин Ю.И. Тепло- и массообменные аппараты криогенной техники. М.: Энергоатомиздат, 1982.
4.Назмеев Ю.Г., Лавыгин В.М. Теплообменные аппараты ТЭС. М.: Энергоатомиздат, 1998.
5.Справочник по теплообменникам. В 2х томах. М.: Энергоатомиздат, 1987.
6.Кэйс В.М., Лондон А.Л. Компактные теплообменники. М.: Энергия, 1967.
7.Фраас Ф., Оцисик М. Расчет и конструирование теплообменников. М.: Атомиздат, 1971.
8.Хаузен Х. Теплопередача при противотоке, прямотоке и перекрестном токе. М.: Энергоиздат, 1981.
9.Hewitt G, Shires G, Bott T (1994), Process Heat Transfer. CRC Press.
10.Теоретические основы теплотехники. Теплотехнический эксперимент. Справочная серия в 4х книгах. под ред. Клименко А.В. и Зорина В.М. Книга 2. Теплоэнергетика и теплотехника. М.: МЭИ, 2007 г.
11.Исаченко, Осипова, Сукомел. Теплопередача. Издание 3е. М. Энергия, 1975. 484 с.
12.Д. Керн, А.Краус. Развитые поверхности теплообмена. М.: Энергия, 1977, 464 с
13. Н.Г. Рассохин. Парогенераторные установки атомных электростанций. М. Энергоатомиздат, 1987., 384 с. |
2 |
Классификация теплообменных аппаратов (ТА)
3
Регенеративные ТА
Регенерация - это старая технология, относящаяся к первым открытым очагам и доменным печкам. Производственные и перерабатывающие отрасли, такие как стекольная, металлургическая, цементная промышленность и т.д., составляют значительную часть всей потребляемой энергии. Большая часть этой энергии выбрасывается в виде высокотемпературных выхлопных газов. Извлечение отработанного тепла от выхлопных газов с помощью теплообменников, известных как регенераторы, может улучшить общую эффективность установок, используемых в данных отраслях.
Регенеративные ТА – это ТА, работа которых связана с временным хранением тепла в “насадке” (некотором промежуточном агенте, который обладает необходимой теплоемкостью).
Среди регенеративных ТА можно выделить два главных класса:
•ТА с неподвижной насадкой;
•ТА с движущейся насадкой.
Следствие: в регенеративных теплообменниках или тепловых регенераторах горячий и холодный теплоноситель проходят через одни и те же каналы в “насадке”, поочередно, обе жидкости промывают одну и ту же площадь поверхности.
4
Регенеративные ТА Пример регенеративного ТА с неподвижной пористой насадкой
Охлаждаемый |
Холодный газ, |
Охлаждаемый |
|
газ, выход |
вход |
газ, выход |
|
Клапан открыт/закрыт
Клапан закрыт/открыт
Период нагрева
Период охлаждения
Нагреваемый |
Горячий газ, |
Нагреваемый |
газ, выход |
вход |
газ, выход |
5
Регенеративные ТА с движущимися частями
Вращающаяся насадка
Окружающий
воздух
Охлажденный
поток
уходящих
газов
Направление
вращения
1 – Неподвижная матрица
2 – “Вращающийся” капюшон
Теплый
воздух
Поток
нагретых
уходящих
газов
6
Регенеративные ТА
Примеры регенеративных ТА
7
Регенеративные ТА
Примеры регенеративных ТА
Оболочка
Фитиль |
Полость с паром |
|
Высокая |
|
Температура окружающей |
|
Низкая |
температура |
|
среды |
|
температура |
1)Рабочая жидкость испаряется и запасает тепло.
2)Пар движется по полости к области с низкой температурой.
3)Пар конденсируется, поглощается фитилем.
4)По фитилю рабочая жидкость движется в область высоких температур.
8
Регенеративные ТА Металлогидридные реакторы с регенеративным ТА
Зарядка металлогидридного реактора водородом (с выделением тепла). Материал в ТА плавится. Тепло запасается.
Разрядка металлогидридного реактора водородом (с поглощением тепла). Материал в ТА кристаллизуется. Тепло возвращается.
9
Регенеративные ТА Русская печь
10