2) Средняя движущая сила тепловых процессов.
Движущей силой тепловых процессов является разность температур сред, при наличии которой тепло распространяется от среды с большей температурой к среде с меньшей температурой. При теплопередаче от одного теплоносителя к другому разность между температурами теплоносителей не сохраняет постоянного значения вдоль поверхности теплообмена, и поэтому в тепловых расчётах, где применяется основное уравнение теплопередачи Q=k к конечной поверхности теплообмена, необходимо пользоваться средней разностью температур(ср. движущей силой).
Средняя движущая сила определяется, с учётом принятой схемы организации движения потоков теплоносителей в теплообменнике, как среднелогарифмическая величина , где - большая и меньшая разность температур между горячим и холодным теплоносителем в процессе теплообмена. А если соотношение , то, с достаточной точностью, можно определить как среднеарифметическую величину: .
3) Многоходовой кожухотрубный теплообменник.
К
ожухотрубчатые
теплообменники относятся к рекуперативным
теплообменным аппаратам. Для них
существенным является наличие стенки
из теплопроводного материала, разделяющей
потоки теплоносителей. Эта стенка служит
поверхностью теплообмена, через которую
теплоносители обмениваются теплом.
Кожухотрубчатые теплообменники – наиболее распространенный в химической технике тип теплообменной аппаратуры. Они допускают создание больших поверхностей теплообмена в одном аппарате, просты в изготовлении и надежны в работе.
Различают одноходовые и многоходовые кожухотрубчатые теплообменники. В одноходовом теплообменнике один поток теплоносителей движется параллельно во всех трубах, другой - в межтрубном пространстве параллельно трубам. В многоходовом (по трубному пространству) теплообменнике (рис. 1) пучок труб разделен на несколько секций (ходов), по которым теплоноситель I проходит последовательно. Разбивка труб на секции осуществляется перегородками 2 в верхнем и нижнем днищах 1 теплообменника. Путь теплоносителя I по четырем ходам показан стрелками.
Рис. 1. Многоходовой (по трубному пространству) теплообменник: 1 – днище, 2 – перегородки, I,II – теплоносители.
В многоходовых теплообменниках увеличивается (соответственно числу ходов) скорость теплоносителя и, следовательно, коэффициент теплоотдачи. На рис. 2 показан многоходовой (по межтрубному пространству) теплообменник, в котором увеличение скорости теплоносителя I в межтрубном пространстве достигается установкой ряда направляющих перегородок 2.
Рис. 2. Многоходовой (по межтрубному пространству) теплообменник: 1 – кожух, 2 – направляющие перегородки, I,II – теплоносители.
Из двух теплоносителей, движущихся по трубному и межтрубному пространствам, нужно в первую очередь увеличивать скорость того, который при теплообмене имеет большее термическое сопротивление и, следовательно, обменивается теплом при меньших значениях коэффициента теплоотдачи.
В рассмотренных кожухотрубчатых теплообменниках трубы жестко закреплены в трубной решетке. Вследствие разности температур между кожухом и трубами в них возникают температурные напряжения, которые могут привести к разрушению аппарата. Теплообменники с жестким креплением труб в трубной решетке надежно работают при разностях температур между кожухом и трубами 25-30° С.Если эта разность превышает указанные пределы, применяют теплообменники с различными компенсаторами температурных удлинений.
Билет 23