Тепломассообменное оборудование

Курс лекций

для студентов дневной и заочной формы обучения специальности: 140104 «Промышленная теплоэнергетика»

Тюмень 2011

Белкин А.П. Тепломасообменное оборудование: курс лекций для студентов специальности 140104 ''Промышленная теплоэнергетика'' - Тюмень: РИО ГОУ ВПО ТюмГАСУ, 2011. – 196 с.

Рецензент д.т.н. профессор Степанов О.А.

Учебно-методический материал обсужден и утвержден на заседании кафедры ПТ.

Протокол №_____от________________2011 г.

Тираж 100 экз.

Зав. кафедрой ПТ Степанов О.А.

Учебно-методический материал утвержден УМС университета

Протокол № _____от________________2011 г.

Содержание

Содержание. 3

ВВЕДЕНИЕ. 5

ГЛАВА 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ТЕПЛООБМЕННЫХ АППАРАТАХ.. 6

1.1 Классификация теплообменных аппаратов. 6

1.2 Кожухотрубчатые теплообменники. 10

1.3 Аппараты теплообменные трубчатые без кожуха. 14

1.4 Аппараты теплообменные с наружным обогревом. 16

1.5 Аппараты теплообменные листовые. 16

1.6 Аппараты теплообменные с воздушным охлаждением. 18

1.7 Выбор скорости теплоносителей и интенсификация теплообмена. 19

ГЛАВА 2. ТЕПЛОВОЙ И ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ТЕПЛООБМЕННЫХ АППАРАТОВ.. 21

2.1. Основные положения и уравнения теплового расчета. 21

2.2. Средняя разность температур и методы ее вычисления. 23

2.3. Сравнение прямотока с противотоком. 24

2.4. Методы определения температур поверхности теплообмена. 26

2.5. Гидромеханический расчет теплообменных аппаратов. 27

ГЛАВА 3. РЕКУПЕРАТИВНЫЕ АППАРАТЫ ПЕРИОДИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ 30

3.1. Расчет водонагревателя-аккомулятора с паровым обогревом. 30

3.2. Расчет водонагревателя-аккомулятора с водяным обогревом. 31

ГЛАВА 4. РЕГЕНЕРАТИВНЫЕ ТЕПЛООБМЕННЫЕ АППАРАТЫ.. 33

ГЛАВА 5. СМЕСИТЕЛЬНЫЕ ТЕПЛООБМЕННЫЕ АППАРАТЫ.. 35

5.1. Общие сведения. 35

5.2. Основные параметры влажного воздуха. 37

5.3. Оросительные скрубберы с насадками. 41

5.4. Градирни. 45

ГЛАВА 6. ВЫПАРНЫЕ УСТАНОВКИ.. 61

6.1. Конструкции выпарных аппаратов. 63

6.2. Схемы многокорпусных выпарных установок. 69

ГЛАВА 7. СУШИЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ.. 77

7.1. Расчет конвективных сушилок. 77

7.2. Разновидности конвективных сушилок. 81

ГЛАВА 8. ПЕРЕГОННЫЕ И РЕКТИФИКАЦИОННЫЕ УСТАНОВКИ.. 88

ГЛАВА 9. ТЕПЛОВЫЕ ТРУБЫ.. 100

ГЛАВА 10. ТЕРМОСИФОНЫ.. 105

ГЛАВА 11. ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ТЕПЛОМАСООБМЕННЫХ УСТАНОВОК.. 108

11.1. Конденсатоотводчики. 108

Литература. 110

ВВЕДЕНИЕ

Промышленная теплоэнергетика, отличаясь широким охватом различных процессов, связанных с получением, преобразованием, транспортом и использованием всех видов тепловой энергии в самых различных отраслях промышленности, включает:

1. совокупность процессов, установок, систем и агрегатов, связанных с непосредственным использованием энергии топлива, составляющую содержание комплекса технических знаний, которую можно объединить названием промышленная огнетехника;

2. совокупность процессов, установок, систем и агрегатов, связанных с преобразованием энергии, комбинированной выработкой теплоты и электроэнергии, с транспортом энергоносителей, составляющих комплекс технических знаний, объединяемых под названием промышленные теплоэнергетические установки и теплоэнергосбережение.

В промышленной теплотехнике реализуется большое количество топлива, поэтому при рассмотрении промтеплотехнических установок особое внимание уделяется их рациональной работе, глубокому использованию потенциала энергоносителей, что позволяет увеличить КПД установок.

Рациональное использование топливно-энергетических ресурсов обеспечивается на основе принципов энергосберегающей, малоотходной и безотходной технологии и энерготехнологического комбинирования.

Всю промышленную теплотехнику разделяют на высокотемпературную, среднетемпературную, низкотемпературную и криогенную. Температурный уровень работы промышленных печей 400÷2000 ^оС; выпарка, ректификация, сушка 150÷700 ^оС; отопление, вентиляция, кондиционеры, теплонасосные и холодильные установки от -150 до +150 ^оС. Процессы с более низкими температурами относят к криогенным. Устройство, в котором происходит теплообмен между двумя или несколькими средами называется теплообменный аппарат; массообмен - массообменный аппарат; одновременно тепло- и массообмен - тепломассообменный аппарат.

ГЛАВА 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ТЕПЛООБМЕННЫХ АППАРАТАХ