Министерство образования и науки

Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия

СибАДИ

Кафедра СМ и СТ

Доклад

«Нагревающие агенты

и способы их нагревания»

Выполнила:

Студентка

гр. 31ПСКб-09П1

Матирко Л.А.

Проверил:

к. т. н. доц.

Чулкова И.Л.

Омск, 2012 год

Содержание

1. Нагревающие агенты и способы их нагревания……………….

   1. Виды нагревающих агентов……………………………….

   2. Нагревание водяным паром………………………………..

   3. Нагревание горячей водой…………………………………

   4. Нагревание топочными газами…………………………….

   5. Нагревание электрическим током…………………………

   6. Охлаждение.………………………………………………...

Список литературы…………………………………………………….

1. Нагревающие агенты и способы их нагревания

   1. Виды нагревающих агентов

B промышленности строительных материалов процессы нагревания проводятся в теплообменниках — аппаратах для теплообмена. Это аппараты, предназначенные для передачи тепла от одних веществ к другим. Теплоносители с более высокой темпе­ратурой называются нагревающими агентами, а с более низкой температурой, чем среда, — охлаждающими агентами.

Непосредственными источниками тепла являются дымовые газы – газообразные продукты сгорания топлива, электрическая энергия и атомное топливо. Вещества, получающие тепло от этих источ­ников и передающие его нагреваемой среде через стенку теплообменного аппарата, называются промежуточными теплоносителя­ми. промежуточные теп­лоносители: водяной пар, горячая вода, минеральные масла, органические жидкости и их пары, расплавленные соли, жидкие металлы. В процессах обжига нагревающим аген­том служат сами топочные газы.

В качестве охлаждающих агентов .при охлаждении до нормальной температуры (10—30 °С) служат вода или воздух.

Выбор теплоносителя зависит от требуемой температуры нагрева (или охлаждения) и необходимости ее регулирования. Теплоноситель должен обеспечивать высокую интенсивность теплообмена при небольшом его расходе. Следовательно, желательно, чтобы он имел низкую вязкость, но высокую плотность, теплоемкость, теплоту парообразования. Нужно также, чтобы он не был горюч, токсичен, был термически стоек, не разрушал материал теплообменника и был достаточно дешев.

Часто целесообразной является утилизация тепла некоторых полупродуктов, продуктов и отходов производства.

2. Нагревание водяным паром

Наиболее широко применяемым нагревающим агентом являет­ся водяной пар. Он является одним из лучших теплоносителей. При конденсации пара получают 540 ккал/кг тепла при давлении 1 атм. (или в СИ — 2,26 106 Дж./кг при 9,8 104 в/м²). Пар обладает высоким коэффициентом теплоотдачи, что позволяет проводить процесс нагревания при малой поверхности теплообмена.

Насыщенный пар имеет постоянную температуру конденсации.

При данном давлении и это позволяет точно поддерживать темпе­ратуру нагрева или регулировать ее, изменяя давление пара.

Нагревание паром позволяет создать аппараты с высоким КПД. Пар дешев, доступен, негорюч, нетоксичен и т.д.

Основной недостаток пара — сильное возрастание давления с повышением температуры. Поэтому нагревание насыщенным па­ром ведут обычно до температур 180—190°С (давление 10-42 атм.). При больших давлениях аппараты сильно удорожаются.

Весьма экономично использование пара, отработанного в паро­силовых установках. Так, пар высокого давления (до 250 атм.) направляют сначала в турбины, а затем мятый пар турбин при 6— 8 атм. используют для обогрева технологических аппаратов в промышленности стройматериалов (для пропаривания бетона, железо­бетонных изделий и т. п.). Однако мятый пар — перегретый. Тепло перегрева невелико по сравнению с теплотой конденсации, а объем такого пара на единицу отдаваемого тепла много больше, чем у насыщенного пара. Это привело бы к увеличению диаметров тру­бопроводов (расходов на транспортировку пара). Чтобы избежать этого, перегретый пар увлажняют, смешивая его с горячей водой. При этом пар испаряет воду ин насыщенном состоянии поступает в теплообменные аппараты.

Перегретый же пар редко используется в тепловой аппаратуре.

Нагревание глухим паром — передача тепла от пара через стенку теплообменника.

1

4

Рис 1.1. Схема нагревания паром

Пар из генератора 1 попадает в теплообменник 2 (рис. 5.1), где через стенку передает тепло газу или жидкости. Здесь пар конденсируется на более холодной стенке, пленка конденсата стекает по поверхности стенки. Чтобы конденсат стекал без затруднений, пар вводят сверху, а конденсат отводят снизу. Если пар не полностью конденсируется на стенке, а часть его уходит с конденсатом (пролетный пар), то расход его увеличивается. Чтобы этого избежать, применяют конденсатоотводчики 3. Из конденсатоотводчика конденсат попадает в промежуточную емкость 4, а оттуда насосом 5 — в паровой котел 1.

Расход д глухого пара при непрерывном нагревании определяют по уравнению теплового баланса:

где G — расход нагреваемого вещества, с — средняя удельная теплоемкость его, t₁ и t₂ — начальная и конечная температура его, I_п, I_к – энтальпии пара и конденсата, Q –потери тепла в окружающую среду.

Греющий пар обычно содержит некоторое количество газов N₂,О₂, СО₂. Эти примеси значительно снижают коэффициент теплоотдачи пара. Поэтому скапливающие в теплообменнике газы должны периодически отводиться из него.

Нагревание острым паром производят в тех случаях, когда допустимо смещение пара и нагреваемой среды. Если нагреваемой средой является жидкость, то часто ее необходимо еще и перемешать. В этом случае ввод пара осуществляют через барботеры (осуществляют барботаж). Расход острого пара находят по уравнению

где C_к – теплоемкость конденсата, остальные обозначения даны выше.