Слайд 2
![Характеристика теплообменных устройств Утилизацию теплоты отходящих газов с возвратом их](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/255282/slide-1.jpg)
Характеристика теплообменных устройств
Утилизацию теплоты отходящих газов с возвратом их в печь
можно осуществить в теплообменных устройствах регенеративного и рекуперативного типов.
Регенеративные теплообменники работают при нестационарном состоянии, рекуперативные — при стационарном.
Слайд 3
![Классификация теплообменников. Теплообменники - устройства, предназначенные для передачи теплоты от](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/255282/slide-2.jpg)
Классификация теплообменников.
Теплообменники - устройства, предназначенные для передачи теплоты от одного теплоносителя
к другому.
Теплообменники классифицируют:
1. По принципу действия:
поверхностные;
смесительные.
Слайд 4
![Классификация теплообменников В поверхностных теплообменниках в передаче теплоты участвует поверхность](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/255282/slide-3.jpg)
Классификация теплообменников
В поверхностных теплообменниках в передаче теплоты участвует поверхность твердого тела.
В
смесительных теплообменниках теплоносители непосредственно контактируют друг с другом.
Поверхностные теплообменники подразделяют на рекуперативные и регенеративные.
В рекуперативных теплообменниках теплота от одного носителя к другому передается через разделяющую их стенку.
В регенеративных теплообменниках вначале с горячим теплоносителем контактирует твердое тело, которое принимает от него теплоту, при этом нагреваясь, затем это тело вступает в контакт с холодным теплоносителем и отдает ему полученную теплоту.
Слайд 5
![Классификация теплообменников Пример смесительного теплообменника - градирня. 1 - технологический](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/255282/slide-4.jpg)
Классификация теплообменников
Пример смесительного теплообменника - градирня.
1 - технологический агрегат подведения
воды;
2 - конденсатор;
3, 8 - насосы;
4 - брызгальный
коллектор;
5 - шахта;
6 - окна для поступления
холодного воздуха;
7 - брызгальный бассейн.
Слайд 6
![Классификация теплообменников 2. По технологическому назначению: водонагреватели; пароперегреватели; парогенераторы; деаэраторы (служат для удаления воздуха из теплоносителя).](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/255282/slide-5.jpg)
Классификация теплообменников
2. По технологическому назначению:
водонагреватели;
пароперегреватели;
парогенераторы;
деаэраторы (служат для удаления воздуха из теплоносителя).
Слайд 7
![Классификация теплообменников 3. По роду теплоносителей: водоводяные; пароводяные; масловоздушные.](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/255282/slide-6.jpg)
Классификация теплообменников
3. По роду теплоносителей:
водоводяные;
пароводяные;
масловоздушные.
Слайд 8
![Классификация теплообменников 4. По материалам стенки: стальные; чугунные; медные; керамические; графитовые и т.д.](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/255282/slide-7.jpg)
Классификация теплообменников
4. По материалам стенки:
стальные;
чугунные;
медные;
керамические;
графитовые и т.д.
Слайд 9
![Классификация теплообменников 5. По режиму работы: непрерывного действия; периодического действия.](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/255282/slide-8.jpg)
Классификация теплообменников
5. По режиму работы:
непрерывного действия;
периодического действия.
6. По возможности секционной сборки:
цельные;
секционные.
Слайд 10
![Классификация теплообменников 7. По форме рабочих поверхностей: гладкотрубные; пластичные; оребренные;](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/255282/slide-9.jpg)
Классификация теплообменников
7. По форме рабочих поверхностей:
гладкотрубные;
пластичные;
оребренные;
ошипованные.
8. По числу ходов движения теплоносителя:
одноходовые;
многоходовые.
Слайд 11
![Классификация теплообменников 9. По схеме движения теплоносителей: прямоточные; противоточные; с](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/255282/slide-10.jpg)
Классификация теплообменников
9. По схеме движения теплоносителей:
прямоточные;
противоточные;
с перекрестным током;
многократно с перекрестным током;
смешанные.
Слайд 12
![Классификация теплообменников 10. По конструктивному оформлению: теплообменник типа «труба к трубе»;](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/255282/slide-11.jpg)
Классификация теплообменников
10. По конструктивному оформлению:
теплообменник типа «труба к трубе»;
Слайд 13
![Классификация теплообменников кожухотрубный;](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/255282/slide-12.jpg)
Классификация теплообменников
кожухотрубный;
Слайд 14
![Расчет рекуперативных теплообменников Расчет включает в себя: расчет на прочность,](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/255282/slide-13.jpg)
Расчет рекуперативных теплообменников
Расчет включает в себя: расчет на прочность, гидравлический или
аэродинамический расчет, экономический расчет, тепловой расчет.
Основные расчетные зависимости при тепловом расчете
Тепловой расчет бывает двух видов:
Конструкторский (проектный) - определяют площадь теплообмена;
технологический (поверочный) - определяют температуру теплоносителей и режим их движения.
Слайд 15
![Расчет рекуперативных теплообменников При любом тепловом расчете применяют два уравнения: уравнение теплопередачи; Уравнение теплового баланса.](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/255282/slide-14.jpg)
Расчет рекуперативных теплообменников
При любом тепловом расчете применяют два уравнения:
уравнение теплопередачи;
Уравнение теплового
баланса.
Слайд 16
![Расчет рекуперативных теплообменников Уравнение теплопередачи: (1) Q - тепловой поток,](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/255282/slide-15.jpg)
Расчет рекуперативных теплообменников
Уравнение теплопередачи:
(1)
Q - тепловой поток, передаваемый от
горячего теплоносителя к холодному;
к - коэффициент теплопередачи;
ΔТ - перепад температур между горячим и холодным теплоносителями;
F - площадь теплообмена.
Слайд 17
![Расчет рекуперативных теплообменников Уравнение теплового баланса: (2) Q1 - тепловой](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/255282/slide-16.jpg)
Расчет рекуперативных теплообменников
Уравнение теплового баланса:
(2)
Q1 - тепловой поток, отдаваемый горячим
теплоносителем;
Q2 - тепловой поток, воспринимаемый холодным теплоносителем;
ΔQ - потери теплоты в окружающую среду
(3)
(4)
Слайд 18
![Расчет рекуперативных теплообменников Здесь: с, Дж/(кгК) - удельная массовая теплоемкость;](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/255282/slide-17.jpg)
Расчет рекуперативных теплообменников
Здесь:
с, Дж/(кгК) - удельная массовая теплоемкость;
p, кг/м3 -плотность;
G, м3/с
- расход теплоносителя;
1 - горячий теплоноситель;
2 - холодный теплоноситель;
' - вход в теплообменник;
" - выход из теплообменника.
Слайд 19
![Расчет рекуперативных теплообменников Обозначим: водяные эквиваленты теплоносителей: (5) степень нагрева теплоносителя: (6)](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/255282/slide-18.jpg)
Расчет рекуперативных теплообменников
Обозначим:
водяные эквиваленты теплоносителей:
(5)
степень нагрева теплоносителя:
(6)
Слайд 20
![Расчет рекуперативных теплообменников Пусть ΔQ=0, тогда уравнение (2) с учетом](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/255282/slide-19.jpg)
Расчет рекуперативных теплообменников
Пусть ΔQ=0, тогда уравнение (2) с учетом уравнений (3)-(6)
примет вид;
т.е. степень нагрева теплоносителей обратно пропорциональна их водяным эквивалентам.
Слайд 21
![Расчет рекуперативных теплообменников Анализ изменения температуры теплоносителей при рекуперативном теплообменнике. Для прямоточных теплообменников:](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/255282/slide-20.jpg)
Расчет рекуперативных теплообменников
Анализ изменения температуры теплоносителей при рекуперативном теплообменнике.
Для прямоточных теплообменников:
Слайд 22
![Расчет рекуперативных теплообменников Для противоточных теплообменников:](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/255282/slide-21.jpg)
Расчет рекуперативных теплообменников
Для противоточных теплообменников:
Слайд 23
![Расчет рекуперативных теплообменников Из рассмотренных графиков следует: В прямоточных теплообменниках](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/255282/slide-22.jpg)
Расчет рекуперативных теплообменников
Из рассмотренных графиков следует:
В прямоточных теплообменниках на выходе температура
горячего теплоносителя больше температуры холодного Т1" > Т2". В противоточных теплообменниках это условие может не выполняться.
Противоточные теплообменники являются более компактными и эффективными по сравнению с прямоточными.
Слайд 24
![Расчет рекуперативных теплообменников Расчет среднего температурного напора (1) (2) (3)](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/255282/slide-23.jpg)
Расчет рекуперативных теплообменников
Расчет среднего температурного напора
(1)
(2)
(3)
Слайд 25
![Расчет рекуперативных теплообменников Обозначим: dQ = dQ2 = - dQ1 Из уравнения (3) получим: (4)](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/255282/slide-24.jpg)
Расчет рекуперативных теплообменников
Обозначим: dQ = dQ2 = - dQ1
Из уравнения (3)
получим:
(4)
Слайд 26
![Расчет рекуперативных теплообменников Обозначим: Пусть:](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/255282/slide-25.jpg)
Расчет рекуперативных теплообменников
Обозначим:
Пусть:
Слайд 27
![Расчет рекуперативных теплообменников Тогда уравнение (4) примет вид: (5) Проинтегрируем: (6) (7)](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/255282/slide-26.jpg)
Расчет рекуперативных теплообменников
Тогда уравнение (4) примет вид:
(5)
Проинтегрируем:
(6)
(7)
Слайд 28
![Расчет рекуперативных теплообменников Из уравнений (6) и (7) получим: (8) (9) (10) (11)](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/255282/slide-27.jpg)
Расчет рекуперативных теплообменников
Из уравнений (6) и (7) получим:
(8)
(9)
(10)
(11)
Слайд 29
![Расчет рекуперативных теплообменников Из уравнения (8) -(11) получим: (12)](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/255282/slide-28.jpg)
Расчет рекуперативных теплообменников
Из уравнения (8) -(11) получим:
(12)
Слайд 30
![Расчет рекуперативных теплообменников Уравнение (12) справедливо только для прямотока. Можно](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/255282/slide-29.jpg)
Расчет рекуперативных теплообменников
Уравнение (12) справедливо только для прямотока. Можно доказать, что
для прямотока и противотока справедлива обобщенная формула:
где - наибольший и наименьший температурный
напор
Слайд 31
![Расчет рекуперативных теплообменников Расчет среднего коэффициента теплопередачи. В том случае,](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/255282/slide-30.jpg)
Расчет рекуперативных теплообменников
Расчет среднего коэффициента теплопередачи.
В том случае, когда нельзя пренебрегать
изменением коэффициента теплопередачи вдоль площади теплообмена F теплообменник условно разбивают на измерительные секции. В пределах каждой секции коэффициент теплопередачи считают условно постоянной величиной. Тогда средний по теплообменнику коэффициент теплопередачи определяют по формуле: