- •Содержание
- •Тема 1. Основные понятия теплообмена 7
- •Тема 2. Теплопроводность 14
- •Тема 7. Теплообмен при фазовых превращениях 64
- •Тема 8. Теплообмен излучением 81
- •Тема 9. Основы теории массообмеНа 102
- •Введение
- •Тема 1. Основные понятия теплообмена
- •1.1 Температурное поле. Изотермическая поверхность.
- •1.2. Градиент температуры
- •1.3. Количество теплоты. Тепловой поток.Удельные тепловые потоки
- •1.4.Элементарные способы передачи теплоты (виды процессов теплообмена)
- •1.5. Сложный теплообмен. Теплоотдача и теплопередача
- •Тема 2. Теплопроводность
- •2.1. Основной закон теории теплопроводности. Закон (гипотеза) Фурье.
- •2.2. Энергетическая форма записи закона Фурье. Коэффициент температуропроводности
- •2.3. Дифференциальное уравнение теплопроводности (дифференциальное уравнение Фурье)
- •2.4. Условия однозначности, необходимые для решения уравнения Фурье
- •2.5. Начальные условия (ну)
- •2.6. Граничные условия (гу)
- •2.7. Методы решения краевой задачи в теории теплопроводности
- •Тема 3. Нестационарная теплопроводность в телах простейшей формы
- •3.1. Математическая формулировка задачи
- •Тема 4. Стационарная теплопроводность
- •4.1 Стационарная теплопроводность в плоской и цилиндрической стенках
- •Тема 5. Теплопередача
- •5.1. Теплопередача через плоскую стенку
- •5.2. Теплопередача через цилиндрическую стенку
- •5.3. Алгоритм расчета теплопередачи через непроницаемые стенки
- •5.4. Единая формула теплопередачи через стенки классической формы
- •5.5. Интенсификация теплопередачи
- •5.6.Тепловая изоляция
- •Тема 6. Конвективный теплообмен в однофазных средах
- •6.1. Основные понятия и определения
- •6.2. Дифференциальные уравнения конвективного теплообмена
- •6.3. Основные положения теории подобия
- •6.4. Основные критериальные уравнения
- •6.4.1. Конвективная теплоотдача при свободном движении текучей среды
- •6.4.2. Конвективная теплоотдача при вынужденном движении текучей среды в трубах и каналах
- •6.4.3. Конвективная теплоотдача при вынужденном внешнем обтекании тел
- •6.5. Алгоритм расчета коэффициента теплоотдачипо критериальным уравнениям
- •Тема 7. Теплообмен при фазовых превращениях
- •7.1. Теплоотдача при конденсации паров
- •7.2. Теплоотдача при кипении жидкостей
- •Тема 8. Теплообмен излучением
- •8.1. Основные понятия и определения
- •8.2. Тепловое излучение твердых тел
- •8.3. Основные законы излучения абсолютно черного тела (ачт)
- •8.4. Излучение реальных тел. Закон Кирхгофа.
- •8.4. Особенности излучения газов
- •8.5. Расчет результирующего лучистого потока тепла между телами. Экраны
- •Тема 9. Основы теории массообмеНа
- •9.1. Диффузионный пограничный слой
- •9.2. Массопроводность, массоотдача, массопередача
- •9.3 Критериальные уравнения массоотдачи
- •10. Теплообменные аппараты
- •10.1 Общие сведения о теплообменных аппаратах
- •10.1.1. Рекуперативные теплообменники
- •10.1.2. Регенеративные теплообменные аппараты
- •10.1.3. Аппараты смешивающего типа
- •10.2 Расчет теплообменных аппаратов
- •10.2.1. Уравнение теплового баланса. Уравнение баланса массы.
- •10.2.2 Средний температурный напор.
- •10.2.3 Уравнение теплопередачи.
- •10.2.4 Проверочный расчет теплообменного аппарата. Сравнение прямотока с противотоком.
- •10.2.5 Гидравлический расчет аппаратов.
- •10.2.6 Тепловой расчет регенеративных теплообменников
- •10.3 Методики расчет теплообменных аппаратов
- •10.3.1. Математическая модель рекуперативного теплообменного аппарата и алгоритм его поверочного расчета по методу n-e.
- •10.3.2. Основные закономерности процесса испарительного охлаждения воды в градирнях
- •10.3.3. Деаэрация воды
- •Основы процесса
- •Кинетика процесса деаэрации воды
- •Конструктивные особенности термических деаэраторов
- •Список основных обозначений
- •- Число Стантона. Литература
Конструктивные особенности термических деаэраторов
Термические деаэраторы по способу образования поверхности контакта фаз бывают пленочные, струйные, капельные, барботажные. Пленочные деаэраторы - это аппараты с орошаемой насадкой, регулярной или нерегулярной.
Наибольшее распространение получили струйные деаэраторы. В них поток жидкости разделяется на струи системой перфорированных сит (тарелок). Их устанавливают одну над одной, между тарелками образуются отсеки. Деаэрированная вода стекает струйками сверху вниз, а греющий пар подводится в нижней части колонки и движется навстречу падающим струям снизу вверх (противоточно-перекрестно).
Иногда для повышения эффективности деаэрации предусматривают дополнительную ступень с барботажным устройством, в которой пар “пробулькивает “ (барботирует) через воду.
Деаэрированная вода собирается затем в баке-аккумуляторе, в котором завершается выделение кислорода и CО2 из воды.
Деаэраторы пленочного типа применяют для обработки подпиточной воды для тепловых сетей. Преимуществом их является небольшая чувствительность к загрязнению накипью, шлаком и окисями железа. При выполнении насадки из нержавеющей стали дополнительное загрязнение воды окислами железа после деаэратора невелико.
К недостаткам деаэраторов пленочного типа относятся:
большая чувствительность к перегрузкам, приводящая к гидравлическим ударам;
недостаточная пропускная способность на единицу площади поперечного сечения колонки, приводящая к необходимости установки нескольких колонок параллельно;
неустойчивость слоя насадки (засыпной), что приводит к тепловым перекосам и, в итоге, к некачественной деаэрации.
Для использования теплоты пара, содержащегося в выпаре, устанавливают теплообменники – охладители выпара атмосферного давления (тип ОВА) и повышенного давления (ОВП), с поверхностью теплообмена от 2 до 28м2.
Теплота выпара используется для нагрева в тепловой схемы котельной, а конденсат возвращается для питания котлов в бак.
Список основных обозначений
- температуропроводность, м2/с;
- турбулентная температуропроводность, м2/с;
- поглощающая способность;
- параметр проницаемости;
- массовая концентрация;
- коэффициент терния (при внешнем обтекании тела);
- удельная теплоемкость при постоянном давлении, Дж/(кг*К)
- диаметр, м;
- коэффициент диффузии, м2/с; пропускная способность;
- плотность потока излучения, Вт/м2;
- плотность потока излучения абсолютно черного тела, Вт/м2;
- площадь поверхности теплообмена, м2;
- ускорение свободного падения, м/с2;
- массовый расход, кг/с;
- высота, м; энтальпия, Дж/кг;
- интенсивность излучения, Вт/(м2с);
- плотность потока массы, кг/(м2с);
- коэффициент теплопередачи, Вт/(м2К);
- длина,м;
- длина начального гидродинамического участка,м;
- длина начального термодинамического участка, м;
- характерный размер, м;
- давление, Па;
- перепад давления, Па;
- плотность теплового потока, Вт/м2;
- мощность источников теплоты, Вт/м3;
- тепловой поток, Вт;
- радиус, м; теплота преобразования, Дж/кг;
- термическое (тепловое) сопротивление, м2К/Вт; отражательная способность;
- температура ;
- площадь сечения, м2;
- температура, К;
- температурный напор, К;
- скорость, м/с;
- динамическая скорость, м/с;
- координата, м; массовое расходное паросодержание;
- координаты, м;
- коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2К); коэффициент поглощения, м-1;
- коэффициент массоотдачи, кг/(м2с); коэффициент объемного расширения, К-1; объемное расходное паросодержание;
- коэффициент перемежаемости;
- толщина, м; толщина динамического пограничного слоя, м;
- толщина теплового пограничного слоя; м;
- толщина диффузного пограничного слоя, м;
- степень черноты;
- разность температур, К;
- безразмерная температура;
- теплопроводность, Вт/(мК); длина волны излучения, м;
- динамическая вязкость, Пас;
- турбулентная динамическая вязкость, Пас;
- кинематическая вязкость, м2/с;
- турбулентная динамическая вязкость, м2/с;
- коэффициент тртения (при течении в трубах);
- плотность, кг/м3;
- напряжение, Па; поверхостное натяжение, Н/м;
- постоянная Стефана-Больцмана, Вт/(м2К4);
- касательное напряжение на стенке, Па;
- время,с.
Числа Подобия
- число Био;
- число Фурье;
- число Грасгофа при ;
- число Грасгофа при ;
- число Релея;
- число Льюнса;
- число Нуссельта;
- диффузное число Нуссельта;
- число Пекле;
- число Прандтля;
- диффузное число Прандтля;
- число Рейнольдса;