Опыт показывает, что характер протекания этого процесса и его интенсивность зависят от разности температур поверхности стенки, отдающей тепло t_ст., и образующегося при кипении пара t_нас.. Эта разность температур Δt= t_ст.- t_нас. будет тем больше, чем больше удельная тепловая нагрузка поверхности нагрева

Природа энергии излучения. Коэффициент поглощения, отражения, пропускания

Возникновение потока лучей в результате превращения тепловой энергии в лучистую называется излучением или лучеиспуска­нием, а обратный переход лучистой энергии в тепловую называют поглощением лучей.

По своей физической сущности тепловое излучение аналогично излучению света: как то, так и другое представляют собой один вид энергии — лучистой и следуют одним и тем же законам отраже­ния, преломления и поглощения. Они отличаются лишь длиной волны: длина волны видимых (световых) лучей равна 0,4—0,8 μ, а тепловых (инфракрасных) 0,8—40 μ.

Часть энергии излучения Е_пад, падаю­щей на тело, поглощается (Е_А), часть отражается ( E_R ) и часть проникает сквозь него ( E_D ). Таким образом,

Е_А+ E_D + E_R = Е_пад

Это уравнение теплового баланса можно записать в безразмерной форме:

A + R + D =1

Величина А =Е_А/Е_пад называется коэф­фициентом поглощения, R = E_R / E _пад — коэффициентом отра­жения, D = E_D / E — коэффициен­том пропускания.

Лекция №5

Теплообменные аппараты

Кожухотрубчатые теплообменники могут использоваться в качестве холодильниковконденсаторов и испарителей.

На рис изображон кожухотрубчатый двухходовой по трубному пространству пространству горизонтальный холодильник  предназначенный для теплообмена между теплоносителями без изменения их агрегатного состояния .В соответствии с ГОСТ 15120-79 и ГОСТ 15122-79 Кожухотрубчатые холодильники могут быть двух типов Н-с неподвижными трубными решотками и К- с линзовым компенсатором неодинаковых температурных удлинений кожуха и труб .Наибольшая допускаемая разность температур кожуха и труб для холодильников типа Н может составлять от 20 до 60 град  в зависимости от материала труб и кожуха  от давления в кожухе и от диаметра аппарата

Холодильники могут устанавливаться горизонтально и вертикально  быть одно- двух- четырех- и шестиходовыми по трубному пространству . Трубы могут быть изготовлены из углеродестой или нержавеющей стали  а по ГОСТ 15120-79-также из латуни. Кожух распределительные камеры и крышки изготовляют из углеродистой или нержавеющей стали.              

  Поверхность теплопередачи нормализованных теплообменников а также параметры конструкции необходимые для уточненного определения требуемой поверхности гидровлического сопротивления и массы аппаратов.

   Кожухотрубчатые конденсаторы предназначены для конденсации паров веществ в межтрубном пространстве а также для подогрева жидкостей и газов за счет тепла конденсации пара. Они могут быть с неподвижной трубной решеткой или с температурным компенсатором на кожухе вертикальные или горизонталные. В соответствии с ГОСТ 15121-79 конденсаторы могут быть двух- четырех- и шестиходовыми по трубному пространству. От холодильников они отличаются большим диаметром штуцера для подвода пара в межтрубное пространство.                  

В кожухотрубчатых испарителях в трубном пространстве кипит жидкость а в межтрубном пространстве может быть жидкий газообразный парообразныйпарогазовый или парожидкостной теплоноситель. Эти теплообменники в соответствии с ГОСТ 15119-79  могут быть только вертикальными и одноходовыми с трубками диаметром 25· 2мм.Они могут быть с неподвижной трубной решеткой или с температурным компенсатором на кожухе . Основные параметры кожухотрубчатых конденсаторов и испарителей в соответствии с ГОСТ 15118-79, 15119-79 и 15121-79 .

Применение кожухотрубчатых теплообменников с температурным компенсатором на кожухе (линзовый компенсатор) ограничено предельно допустимым давлением в кожухе, равным 1,6 МПа. При большем давлением в кожухе (от 1,6 до 8,0 МПа) следует применять теплообменники с плавающей головкой или с U-образными трубами.

На рис. изображен кожухотрубчатый холодильник с плавающей головкой, предназначенный для охлождения (нагревания) жидких или газообразных сред без изменения их агрегатного состояния. Не закрепленная на кожухе вторая трубная решетка вместе с внутренней крышкой, отделяющей трубное пространство от межтрубного, образуют так называемую плавающую головку. Такая конструкция исключает температурные напряжения в кожухе и трубах. Эти теплообменники нормализованные с соответствии с ГОСТ 14246-79 ,

могут быть двух или четырехходовыми, горизонтальными, длиной 3, 6 и 9 м или вертикальными 3м. Поверхности теплопередачи и основные параметры сведены в таблицы.

  Кожухотрубчатые конденсаторы с плавающей головкой (ГОСТ 14247-79) отличаются от аналогичных холодильников большим диаметром штуцера для подвода пара в межтрубное пространство. Допустимое давление охлаждающей среды в трубах до 1,0 МПа, в межтрубном пространстве-от 1,0до 2,5МПа. Эти теплообменники могут быть двух- четырех- и шестиходовыми по трубному пространству. Диаметр кожуха от 600 до 1400 мм, высота труб 6,0м. Поверхности теплопередачи и основные параметры их также представлены в табл.                         

Теплообменники с U-образными трубами применяют для нагрева и охлаждения жидких или газообразных сред без изменения их агрегатного состояния. Они рассчитаны на давление до 6,4МПа, отличаются от холодильников с плавающей головкой менее сложной конструкцией (однотрубная решетка, нет внутренней крышки), однако могут быть лишь двухходовыми из труб только одного сортамента -:20 *2мм. Поверхности теплообмена и основные параметры этих теплообменников в соответствии с ГОСТ 14245-79 приведены в таблицах.

Кожухотрубчатые испарители с трубными пучками из U-образных труб или с плавающей головкой имеют паровое пространство над кипящей в кожухе жидкостью. В этих аппаратах, расположенных всегда горизонтально, горячий теплоноситель (в качестве которого могут использоваться газы, жидкости или пар) движется по трубам. Согласно ГОСТ 14248-79, кожухотрубчатые испарители могут быть с коническим днищем диаметром от 800 до 1600 мм и с эллиптическим днищем диаметром от 2400 до 2800мм. Последние могут иметь два или три трубных пучка. Допустимые давления в трубах составляют от 1,6 до 4,0 МПа, в кожухе – от 1,0 до 2,5 МПа при рабочих температурах от -30до 45⁰С, т.е. выше, чем для испарителей с линзовым компенсатором. Испарители с паровым пространством изготовляют лишь двухходовыми, только из труб длиной 6,0 м, диаметром 25*2мм. Поверхности теплообмена и основные параметры испарителей с паровым пространством в соответствии с ГОСТ14248-79.