Panimula
Ang pangkalahatan ng pang-eksperimentong at kinakalkula na data ng mga may-akda na may data ng iba pang mga pag-aaral sa kahusayan ng mga heat exchanger ng mga thermal power plant ay nagpakita na ang proseso ng paglipat ng init sa mga condenser, network water heater at mga apparatus ng regeneration system ng steam turbine plants sa karamihan ng mga kaso ay limitado sa pamamagitan ng paglipat ng init mula sa bahagi ng singaw. Ang pagkakaiba sa mga antas ng koepisyent ng paglipat ng init mula sa mga gilid ng singaw at tubig ay umabot sa 100%, depende sa uri ng kagamitan at lugar nito sa TPP scheme. Ang pagtaas ng kahusayan ng power heat exchange equipment ay maaaring makamit pangunahin sa pamamagitan ng pagpapatindi ng heat transfer mula sa steam side ng apparatus.
Pagsidhi ng paglipat ng init
Ang isa sa mga paraan upang patindihin ang paglipat ng init sa HE ay nauugnay sa paggamit ng iba't ibang profile na mga tubo. Ayon sa mga eksperto, ang mga tubo kung saan ang artipisyal na pagkamagaspang ay nangyayari kapwa sa labas at sa loob ay maaaring makahanap ng tunay na aplikasyon sa condensing TA. sa loob. Ang pagtindi ng paglipat ng init mula sa bahagi ng singaw sa kasong ito ay tinutukoy ng isang pagbabago sa hydrodynamics ng condensate film sa profiled na ibabaw ng tubo - isang pagbaba dahil sa pagkilos ng mga puwersa pag-igting sa ibabaw ang average na kapal ng condensate film, binabago ang trajectory ng paggalaw at kaguluhan nito. Ang intensification mula sa gilid ng tubig ay tinutukoy din ng hydrodynamics ng daloy - isang paglabag sa nakaayos na daloy ng likido sa isang malapot na sublayer dahil sa kaguluhan at pag-ikot nito. Gayunpaman, dapat itong isaalang-alang na ang paggamit ng naturang mga tubo ay humahantong sa isang pagtaas sa haydroliko na resistensya ng HE, na nangangahulugang nangangailangan ito ng pananaliksik upang bigyang-katwiran ang pagiging posible ng paggamit ng mga profile na tubo at upang piliin ang pinakamainam na mga parameter para sa kanilang pag-profile sa kaugnayan sa partikular na HE at mga kondisyon ng pagpapatakbo ng STU. Ang isang pagsusuri sa estado ng isyu ay nagpakita na upang bigyang-katwiran ang pagiging posible ng paggamit ng iba't ibang mga profile na tubo sa TA PTU, kinakailangan upang maipon at gawing pangkalahatan ang data mula sa mga pag-aaral sa bench at mga pagsubok sa field upang linawin ang mga pamamaraan para sa pagkalkula ng mga aparato.
Ang pag-aaral ng hydrodynamics at heat transfer sa panahon ng steam condensation sa iba't ibang profiled tubes ay isinagawa sa: profiled twisted tubes (PVT), longitudinally profiled tubes (PPT), double profile tubes (TDP) at counter-helical tubes (VVT) .
Natukoy ng mga eksperimento na ang hydrodynamics ng isang condensate film sa isang patayong HTP ay malaki ang pagkakaiba sa hydrodynamics ng isang pelikula sa isang makinis na tubo. Sa profile tube, ang proseso ng pag-urong ng pelikula sa uka at pag-twist ay sinusunod. Sa isang pagbawas sa pitch sa pagitan ng mga grooves S, ang anggulo ng paglihis ng tilapon ng pelikula mula sa vertical na direksyon ay tumataas at ang condensate film ay hinila sa mga grooves dahil sa mga puwersa ng pag-igting sa ibabaw.
Ang kamag-anak na epekto ng pagtindi ng paglipat ng init sa panahon ng paghalay ng isang nakatigil na singaw sa isang vertical HTP ay higit sa lahat ay nakasalalay sa daloy ng rehimen ng condensate film at ang mga parameter ng tube profiling. Depende sa mga parameter ng proseso at mga parameter ng profiling, ang intensity ng paglipat ng init sa panahon ng steam condensation sa isang transversely streamlined vertical HTP ay hanggang 2.5 beses na mas mataas kaysa kapag naka-condensed ang nakatigil na singaw sa isang makinis na tubo.
Ito ay kilala na ang paggamit ng mga vertical PHE ay ginagawang posible na makabuluhang (hanggang sa 3.5 beses) na taasan ang koepisyent ng paglipat ng init mula sa gilid ng condensing steam. Ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng pagkilos ng mga puwersa ng pag-igting sa ibabaw sa condensate film sa profile na curvilinear na ibabaw ng tubo. Sa mga protrusions ng tubo, ang isang mas matinding paghalay ng singaw ay nangyayari, i.e. Ang paglipat ng init ay talagang limitado sa pamamagitan ng kapal ng condensate film na dumadaloy sa mga grooves.
Iminungkahi na dagdagan ang profile ng PPT gamit ang screw knurling, katulad ng PVT. Kasabay nito, ipinapalagay na ang epekto ng intensification ay maisasakatuparan bilang panlabas na ibabaw tube (dahil sa mga pagbabago sa hydrodynamics ng condensate film), at sa loob nito (dahil sa kaguluhan ng malapit-wall coolant layer). Eksperimento na itinatag na ang PPT ay ginagawang posible upang mapataas ang antas ng paglipat ng init sa panahon ng paghalay ng singaw ng tubig sa isang average ng dalawang beses kumpara sa isang makinis na tubo. Ang paglipat ng init mula sa gilid ng condensing steam patungo sa TDP, depende sa pagkakaiba sa temperatura ng "steam-wall", ay tumataas ng 1.8-2.2 beses kumpara sa PPT. Sa kasong ito, sa aming opinyon, dalawang epekto ang ipinakita: ang helical groove, na puno ng condensate mula sa lugar ng mga longitudinal grooves, bahagyang inaalis ito sa isang pababang spiral; sa parehong oras, dahil sa mga pag-ikot, bahagi ng condensate ay pinalabas mula sa ibabaw ng tubo; ang helical extrusion ng metal ng longitudinal protrusions, na tumagos sa lugar ng condensate flow sa longitudinal grooves, ay bumubuo ng mga alternating local constrictions sa kanila, na nakakagambala sa "makapal" na laminar condensate film na dumadaloy sa mga longitudinal grooves. Ang unang epekto ay humahantong sa isang pagbawas sa average na kapal ng condensate film, at ang pangalawa - sa karagdagang kaguluhan nito. Ang kabuuan ng mga epektong ito ay nagiging sanhi ng pagtindi ng paglipat ng init mula sa gilid ng condensing steam.
Isa sa mga promising surface para sa PTU heat exchangers ay isang tube na may counter helical knurling (VVT). Ang mga pag-aaral ng heat transfer sa panahon ng condensation ng stationary steam ay nagpakita na ang heat transfer coefficient ng HWT ay 20-30% na mas mataas kaysa sa HWT na may katulad na mga parameter ng knurling.
Ang mga resulta ng paghahambing na mga pagsubok ng higit sa 100 iba't ibang mga condensing heat exchanger na may HTP ay natagpuan na ang init transfer intensification, depende sa mga parameter ng profiling ng tubes at ang mode ng daloy ng tubig sa kanila (na may pinakamainam na napiling mga parameter ng HTP), mula 10 hanggang 80%. Ang hydraulic resistance ng TA sa kasong ito ay tumataas ng humigit-kumulang sa parehong halaga.
Ito ay kilala na ang organisasyon ng mode ng drip condensation ng singaw ay ang pinaka promising direksyon pagtindi ng paglipat ng init sa panahon ng paghalay ng singaw. Ang mga resulta ng mga pag-aaral sa paggamit ng isang bagong water repellent (polyfluoroalkyl disulfide) para sa mga tubo na gawa sa mga materyales na MNZh5-1 at L68 ay nagpakita na ang antas ng koepisyent ng paglipat ng init mula sa bahagi ng singaw ay tatlo hanggang apat na beses na mas mataas kaysa sa paglipat ng init sa panahon. paghalay ng pelikula. Natukoy ng mga eksperimento na kapag ang hangin ay pumasok sa singaw (sa sandaling naka-off ang yunit), ang epekto ng pagtindi ng paglipat ng init ay bumababa nang husto at ang isang halo-halong steam condensation mode ay sinusunod. Kapag ipinagpatuloy ang eksperimento, ang drip condensation mode ay naibalik pagkatapos ng 15-20 oras na operasyon ng pag-install. Matapos ang pagpapatuloy ng drip condensation, ang antas ng paglipat ng init ay naibalik halos sa orihinal na halaga nito. Ang resulta na ito, na napakahalaga para sa pagsasanay, ay maaaring ipaliwanag na isinasaalang-alang mga kontemporaryong ideya sa pamamagitan ng dynamics mga sistemang biyolohikal batay sa isinagawang spectrometric na pag-aaral ng hydrophobic coating ng mga tubo pagkatapos ng serye ng mga eksperimento sa droplet condensation. Ang drip condensation stimulator na ginamit sa mga eksperimento ay may parehong hydrophobic at hydrophilic na mga fragment sa istraktura nito. Pinapataas nito ang bilang ng mga antas ng kalayaan ng conformational arrangement ng chain. Sa isang matalim na pagbaba sa temperatura at pag-off ng supply ng singaw sa pag-install, ang isang mas compact conformation ay natanto sa pagkakalantad ng hydrophilic fragment ng molekula. Ang lahat ng ito ay humahantong sa pagpapatupad ng film (mixed) condensation mode sa unang sandali pagkatapos na muling i-on ang singaw. Dagdag pa hydrogen bonds maging sanhi ng self-organization ng isang monomolecular coating na may pagkakalantad lamang ng mga hydrophobic na rehiyon ng mga molekula, na nagsisiguro sa pagpapatuloy ng droplet condensation mode. Inobserbahan talaga bagong uri self-organizing monomolecular film, na, depende sa panlabas na kondisyon maaaring nasa iba't ibang conformational na estado. Ang heat transfer coefficient para sa drip condensation ng steam sa isang makinis na horizontal tube (MNZH5-1) ay 1.5-2.0 beses na mas mataas kaysa sa film condensation.
Ang mga resulta ng mga bench test sa paggamit ng isang water repellent sa HTP (ang water repellent ay inilapat sa mga protrusions ng HTP) ay nagpakita na sa vertical HTP, paghihiwalay at paglabas ng dumadaloy na condensate film mula sa ibabaw ng tubo sa mga zone ng Ang drip condensation ay naobserbahan, na, sa aming opinyon, ay nagdulot ng pagbawas sa dami ng dumadaloy na condensate sa ibabaw ng vertical HTP at humantong sa isang pagtaas sa antas ng paglipat ng init ng 15-25%,
Ang mga resulta ng mga semi-industrial na pagsubok ng isang eksperimentong module (56 pahalang na tubo, materyal - MNZh5-1), na konektado kahanay sa K-300-240 turbine condenser sa Reftinskaya GRES, na isinagawa nang magkasama sa NPO TsKTI, ay nagpakita na ang water repellent, kapag inilapat nang isang beses sa ibabaw ng init exchange, sinisiguro ang pagpapanatili ng drip mode.condensation para sa higit sa 4500 na oras; sa parehong oras, ang koepisyent ng paglipat ng init ay tumaas ng 35-70% dahil sa organisasyon ng drip condensation mode.
Ang panginginig ng boses ng mga tubo ng mga heat exchanger ay makikita sa likas na katangian ng daloy ng condensate film at, dahil dito, sa paglipat ng init mula sa condensing steam.
Ang generalization ng experimental data ay nagpakita na, depende sa partikular na steam load at vibration parameters, ang heat transfer coefficient sa panahon ng steam condensation sa isang vibrating horizontal tube ay maaaring tumaas o bumaba kumpara sa heat transfer coefficient sa panahon ng steam condensation sa isang stationary tube.
resulta pilot study ay ibinubuod ng mga dependency na ginagawang posible upang makalkula ang halaga ng pagwawasto sa koepisyent ng paglipat ng init mula sa gilid ng singaw para sa pahalang at patayong HE.
Ipinapakita ng mga kalkulasyon na ang epekto ng panginginig ng boses ng mga tubo ng mga pahalang na pampainit ng network sa paglipat ng init mula sa gilid ng condensing steam sa antas ng mga tiyak na steam load na tipikal para sa HSG ay ipinahayag sa isang pagtaas sa koepisyent ng paglipat ng init mula sa gilid ng singaw ng 1.6 hanggang 6.7 %.
Batay sa mga resulta ng mga pag-aaral sa bangko at mga pang-industriyang pagsubok, isang bilang ng praktikal na payo upang mapabuti ang kahusayan ng mga heat exchanger ng mga bokasyonal na paaralan:
- - Ang pagpili ng pinakaepektibong mga parameter para sa tube profiling ay dapat gawin batay sa pag-optimize ng mga parameter ng profiling at isang feasibility study ng buong PTU.
- - Kapag gumagamit ng longitudinally profiled tubes at double-profile tubes sa HE, maaaring ipagpalagay na ang heat transfer sa panahon ng steam condensation ay tumataas ng 40-150% depende sa density daloy ng init.
- - Kapag ginamit sa mga nagpapalit ng init profiled tubes upang madagdagan ang pagiging maaasahan ng pagkonekta ng mga tubo sa mga sheet ng tubo, ang mga dulo ng mga tubo ay dapat bigyan ng makinis sa loob ng 150-200 mm.
- - Ang paggamit ng bagong promising water repellent sa condensing HE PTUs ay ginagawang posible na taasan ang heat transfer coefficient hanggang 3 beses kumpara sa film vapor condensation. Gayunpaman, sa paglipas ng panahon mayroong isang bahagyang pagbaba sa koepisyent ng paglipat ng init.
Naniniwala kami na ang desisyon sa pagiging posible ng paglalapat ng anumang pag-unlad upang mapabuti ang kahusayan ng TA PTU ay dapat gawin batay sa isang komprehensibong pag-aaral sa pagiging posible para sa buong planta ng kuryente. Kasabay nito, ang anumang TA ay dapat isaalang-alang hindi sa paghihiwalay, ngunit bilang isang organikong elemento ng bokasyonal na paaralan. Ang mga pangunahing kaalaman ng naturang komprehensibong teknikal at pang-ekonomiyang pamamaraan para sa mga partikular na TA vocational school at mga partikular na kondisyon sa pagpapatakbo sa TPP ay ipinakita sa mga gawa.
(DRTI FGBOU SPO "AGTU")
Direksyon ng pagsasanay
Pag-install at teknikal na operasyon mga yunit ng pagpapalamig _________
TRABAHO NG KURSO
KR_______15.02.06 _______.00.00.00.PZ
Pagkalkula ng koepisyent ng paglipat ng init mula sa panlabas na dingding. Para sa laboratoryo _tumayo sa ilalim ng mga ibinigay na kondisyon. ______________________________________________
(paksang pamagat)
Ang trabaho ay naaprubahan para sa proteksyon 27 » Martha 2017
Ang gawain ay ginawa ng isang mag-aaral ng pangkat 431 ____
__________________ __Fomin V.A. ____
Lagda (Apelyido, pangalan at apelyido)
superbisor trabaho, .__________ ________
Lagda (Apelyido, pangalan at apelyido)
Isda 2017
pederal na ahensya pangisdaan
Institusyong Pang-edukasyon na Pambadyet ng Pederal na Estado
Mataas na edukasyon
"Estado ng Astrakhan Teknikal na Unibersidad»
Dmitrovsky pangisdaan teknolohikal na Institute(sangay)
pederal na badyet ng estado institusyong pang-edukasyon gitna bokasyonal na edukasyon"Astrakhan State Technical University"
(DRTI FGBOU SPO "AGTU")
PAGSASANAY
para sa pagpapatupad term paper
mag-aaral grupo sa pag-aaral ___431 __DRTI FGBOU SPO "AGTU"
__________________Fomin Vladimir Alexandrovich ______________________
(apelyido, unang pangalan, patronymic - nang buo)
PAKSANG-ARALIN NG GAWAIN
Pagkalkula ng koepisyent ng paglipat ng init mula sa panlabas na dingding. ____________
Para sa isang laboratory stand sa ilalim ng tinukoy na mga kondisyon _______________
INITIAL DATA FOR COURSE WORK
W,Temperatura ng tubig na pumapasok sa condenser tube _____ 21,8 o C,
Nagpapalamig na dew point __ 100 o C,
Mass flow ng tubig sa pamamagitan ng condenser tube _____ 0,0001 kg/s,
Pang-eksperimentong tubo na panlabas na diameter ___ 0,0156 m,
Pang-eksperimentong diameter ng tubo sa loob 0,018 m,
Pagtatanghal ng gawaing kurso sa ulo " 27 » Martha 2017
Petsa ng proteksyon" _ » ______________ 2017
Panimula
Pagkondensasyon- ang paglipat ng isang sangkap sa isang likido solidong estado mula sa gas. Ang pinakamataas na temperatura sa ibaba kung saan nangyayari ang condensation ay tinatawag na kritikal na temperatura.
Habang dumadaan ang singaw sa tubo, unti-unti itong namumuo at nabubuo ang isang pelikula ng condensate sa mga dingding. Kasabay nito, ang rate ng daloy ng singaw G "at ang bilis nito, dahil sa pagbawas sa masa ng singaw, ay bumababa sa haba ng tubo, at ang condensate flow rate G ay tumataas. Sa pagtaas ng bilis ng singaw, ang init tumataas ang intensity ng paglipat. Ito ay dahil sa pagbaba ng kapal ng condensate film, na mas mabilis na dumadaloy sa ilalim ng impluwensya ng daloy ng singaw. Ang mga molekula ng numero na umaalis sa isang yunit ng surface area ng isang likido sa isang segundo ay depende sa temperatura ng likido.Ang bilang ng mga molekula na bumabalik mula sa singaw patungo sa likido ay nakasalalay sa konsentrasyon ng mga molekula ng singaw at sa average na bilis sila thermal motion, na tinutukoy ng temperatura ng singaw. Sa panahon ng paghalay sa mga tubo, ang dami ng singaw ay nililimitahan ng mga dingding ng tubo. Ang mga tubo ay maaaring sapat na mahaba upang mag-condense malaking bilang ng pares. Mayroong direktang paggalaw ng singaw, at ang bilis ng huli ay maaaring napakataas (hanggang 100 m/s o higit pa). Sa panahon ng paghalay sa mga tubo, ang mga mode ay nakikilala kumpleto at bahagyang steam condensation. Sa unang kaso, ang lahat ng singaw na pumapasok sa pipe ay ganap na condensed, at ang tuluy-tuloy na daloy ng condensate ay gumagalaw sa labasan ng tubo. Sa bahagyang paghalay, isang vapor-liquid mixture ang dumadaloy sa labasan ng pipe.
Para sa paglitaw volumetric condensation, ang singaw ay dapat na supersaturated - ang density nito ay dapat lumampas sa density puspos na singaw. Sa kasong ito, ang singaw ay dapat maglaman ng pinakamaliit na mga particle ng alikabok (aerosol), na nagsisilbing handa na mga condensation center. Upang gawing likido ang bawat kilo ng puspos na singaw, dapat alisin ang init.
Ang bilang ng mga molecule na ibinubuga mula sa isang unit surface area ng isang likido sa isang segundo ay depende sa temperatura ng likido. Ang bilang ng mga molekula na bumabalik mula sa singaw patungo sa likido ay nakasalalay sa konsentrasyon ng mga molekula ng singaw at sa average na rate ng kanilang thermal motion, na tinutukoy ng temperatura ng singaw. Mula dito ay sumusunod na para sa ibinigay na sangkap ang konsentrasyon ng mga molekula ng singaw sa ekwilibriyo ng isang likido at ang singaw nito ay tinutukoy ng kanilang ekwilibriyong temperatura. Ang pagtatatag ng dynamic na equilibrium sa pagitan ng mga proseso ng evaporation at condensation na may pagtaas ng temperatura ay nangyayari sa mas mataas na konsentrasyon ng mga molecule ng singaw. Habang tumataas ang temperatura, tumataas ang presyon ng singaw ng saturation at ang density nito, at bumababa ang density ng likido dahil sa pagpapalawak ng thermal. Sa isang hermetically sealed na sisidlan, ang likido ay hindi maaaring kumulo, dahil sa bawat halaga ng temperatura, ang isang balanse ay itinatag sa pagitan ng likido at ang puspos na singaw nito.
Pang-edukasyon at mga paninindigan sa laboratoryo- ito ang kinakailangang materyal at teknikal na base, na hinihiling ng parehong pangunahin at pangalawa, at mas mataas institusyong pang-edukasyon. Ginagawang posible ng base na ito na ipakita iba't ibang proseso, pagbibigay ng mabisang gawaing pang-edukasyon.Ginagamit ang mga laboratory stand bilang visual aid, at nakakatulong din upang mas mahusay na mapag-isa ang paksa ng pag-aaral. At tumutulong sa pananaliksik
maraming thermal installation. Nagbibigay din ang stand ng maximum
visibility ng scheme na pinag-aaralan at ang prosesong nagaganap dito. Nakatayo ng tulong sa pagsasanay ng mga highly qualified na tauhan, armado makabagong kaalaman, praktikal na kasanayan. Pagganap ng mag-aaral Praktikal na trabaho ay isang isang mahalagang kasangkapan mas malalim na asimilasyon at pag-aaral materyal na pang-edukasyon at ang pagkuha ng mga praktikal na kasanayan.
Pagsingaw ay ang proseso kung saan gumagalaw ang isang substance estado ng likido sa singaw o gas, na nangyayari sa ibabaw ng isang sangkap. Ang proseso ng pagsingaw ay ang kabaligtaran ng proseso ng condensation (paglipat mula sa singaw patungo sa likido). Sa panahon ng pagsingaw, ang mga particle (mga molekula, mga atomo) ay lumilipad (napunit) mula sa ibabaw ng isang likido o solid, habang ang kanilang kinetic energy ay dapat sapat upang gawin ang gawaing kinakailangan upang mapagtagumpayan ang mga puwersa ng pagkahumaling mula sa iba pang mga molekula ng likido.
Ang evaporation ay isang endothermic na proseso kung saan sinisipsip ang init phase transition- ang init ng pagsingaw na ginugol sa pagtagumpayan ng mga puwersa ng molecular cohesion sa likidong yugto at ang gawain ng pagpapalawak sa pagbabago ng likido sa singaw. Ang proseso ng pagsingaw ay nakasalalay sa intensity ng thermal motion ng mga molekula: mas mabilis ang paggalaw ng mga molekula, mas mabilis ang pagsingaw. Parehong paraan Isang mahalagang kadahilanan ay din ang ibabaw na lugar ng likido kung saan nangyayari ang pagsingaw.
Ang rate ng pagsingaw ay nakasalalay sa:
1. likidong ibabaw na lugar.
2. temperatura (tumataas), bagaman ito ay nangyayari sa anumang temperatura at hindi nangangailangan ng patuloy na supply ng init. Sa panahon ng pagsingaw, bumababa ang temperatura ng likido.
3. paggalaw ng mga molekula sa ibabaw ng isang likido o gas,
4. uri ng sangkap.
Ang pagsingaw ay maaaring mangyari hindi lamang mula sa ibabaw, kundi pati na rin sa bulk ng likido. Ang mga likido ay laging naglalaman ng maliliit na bula ng gas. Kung ang saturation vapor pressure ng isang likido ay katumbas o mas malaki kaysa sa panlabas na presyon (ibig sabihin, ang presyon ng gas sa mga bula), ang likido ay sumingaw sa mga bula. Ang mga bula na puno ng singaw ay lumalawak at lumutang sa ibabaw. Ang prosesong ito ay tinatawag kumukulo.
Pagsidhi ng paglipat ng init
Pagtindi- ang proseso at organisasyon ng pag-unlad ng produksyon, kung saan ang pinaka epektibong paraan produksyon at pagpapalawak ng produksyon. Ang proseso ng pag-convert ng pagkonsumo ng mga mapagkukunan, pati na rin ang paggamit ng mga bagong kagamitan, ay maaaring magdulot ng pagtaas sa produktibidad.
Ang pagtindi ng paglipat ng init ay isa sa pinakamahalagang teknikal na gawain, dahil ang pagtaas sa koepisyent ng paglipat ng init ay nagpapahintulot, sa isang naibigay na thermal performance at temperatura ng mga heat carrier, na bawasan ang ibabaw ng palitan ng init, at samakatuwid ay bawasan ang timbang, laki at gastos ng heat exchanger.
Sa maraming sangay ng teknolohiya, ang gawain ng pagpapatindi ng proseso ng paglipat ng init at paglikha ng napakahusay na mga heat exchanger ay napakahalaga. Upang palakasin ang mga proseso ng paglipat ng init, ginagamit ang mga sumusunod na pamamaraan:
· Pag-iwas sa mga deposito (sludge, salts, corrosive oxides) sa pamamagitan ng sistematikong pag-flush, paglilinis at espesyal na paggamot sa mga ibabaw ng heat exchange at paunang paghihiwalay mula sa mga heat carrier ng mga substance at impurities na nagbibigay ng mga deposito;
· Paglilinis ng mga pipe at annular space mula sa mga inert na gas, na lubhang nagpapababa ng init sa panahon ng vapor condensation;
· Finning ng init exchange surface, kapaki-pakinabang para sa parehong pagtaas ng heat transfer coefficient at para sa pagbabawas ng mass ng heat exchanger. Ang ibabaw ng mga palikpik, na 5-10 beses na mas malaki kaysa sa ibabaw ng mga tubo ng carrier, ay hindi napapailalim sa unilateral na presyon, at samakatuwid ang mga tadyang ay maaaring gawin ng isang mas manipis na materyal kaysa sa mga dingding ng mga tubo, at sa gayon ay makamit ang isang makabuluhang pagbawas sa bigat ng apparatus at pagkonsumo ng methane.
Ang pagtindi ng radiative at convective heat transfer ng pangunahing equation ng radiative heat transfer ay nagpapakita na ang pagtaas sa tiyak na pagkarga ng init ibabaw ng radiation maaaring makamit pangunahin sa pamamagitan ng pagtaas ng temperatura ng adiabatic combustion. AT mababang antas ang kahusayan ng radiative heat exchange ay apektado ng temperatura ng mga produkto ng combustion sa labasan ng furnace at ang koepisyent ng thermal efficiency ng mga heating surface ng mga screen at screen. Ang pagtaas sa temperatura ng adiabatic combustion ng isang ibinigay na gasolina ay posible sa pamamagitan ng pagbabawas ng sobrang air coefficient, pagbabawas ng mga pagkalugi mula sa underburning ng kemikal, at pagtaas ng temperatura ng hangin na ginagamit para sa fuel combustion.
Ang pinakamainam na halaga ng koepisyent ng labis na hangin at ang regulated chemical underburning sa pugon ng disenyo na ito ay ibinibigay sa Ch. 3. Ang intensification ng radiative at convective heat transfer at isang pagtaas sa temperatura ng hangin ay posible sa loob ng mga limitasyon na limitado ng mga teknikal at pang-ekonomiyang kondisyon para sa pamamahagi ng pagsipsip ng init sa mga elemento ng boiler, ang pagiging maaasahan ng air heater at mechanical furnaces na may layered fuel pagkasunog. Ang mga temperatura ng pag-init ng hangin na inirerekomenda batay sa mga probisyong ito ay ibinibigay sa. Ang temperatura ng mga produkto ng pagkasunog sa labasan ng pugon ay higit na tinutukoy ang pangkalahatang teknikal at pang-ekonomiyang mga katangian ng boiler, kabilang ang pagiging maaasahan at walang tigil na operasyon ng operasyon nito. Kapag nagsusunog ng solidong gasolina, ang pagtaas sa temperatura ng mga produkto ng pagkasunog sa labasan ng pugon ay limitado sa pamamagitan ng mga kondisyon ng slagging ng mga heating surface ng mga screen at ang heating surface na matatagpuan sa likod ng furnace. Kapag nagsusunog ng langis at gas ng gasolina, ang temperatura ng mga produkto ng pagkasunog sa labasan ng hurno ay tinutukoy ng makatwirang pamamahagi pagsipsip ng init ng radiative at convective heating surface. Ang tanong na ito at ang mga inirerekomendang temperatura ng mga produkto ng pagkasunog sa labasan ng pugon sa panahon ng pagkasunog iba't ibang uri Ang mga disenyo ng gasolina at pugon ay tinalakay sa Ch. 4, 6, 8. Ang coefficient ng thermal efficiency ay maaaring tumaas sa pamamagitan ng pagtaas dalisdis x mga heating surface, lalo na, sa pamamagitan ng paggamit ng double-light na mga screen at screen, gayundin sa pamamagitan ng pagpapanatili ng malinis na heating surface sa panahon ng sistematikong paglilinis ng mga kontaminant sa pamamagitan ng pag-ihip o ng mekanikal na epekto sa mga tubo.
Ang intensification ng radiative at convective heat transfer, tulad ng makikita mula sa mga expression para sa pagtukoy ng heat transfer coefficients, ay posible sa pamamagitan ng pagtaas ng bilis ng coolant, lalo na ang mga produkto ng pagkasunog, pati na rin sa pamamagitan ng pagbabawas ng diameter ng mga tubo d o ang diameter ng katumbas na channel d K . Kasabay nito, ang koepisyent convective heat transfer pagtaas ng proporsyonal sa bilis ng gas sa kapangyarihan ng 0.6-0.8 at inversely proporsyonal sa pagtukoy ng laki d sa kapangyarihan ng 0.4-0.2, depende sa lokasyon ng mga tubo na may kaugnayan sa daloy ng gas. Alinsunod dito, ang mga kinakailangang convective na elemento ng boiler ay nabawasan. Gayunpaman, sa isang pagtaas sa bilis ng mga gas, mayroong isang pagtaas sa aerodynamic na pagtutol ng ibabaw ng pag-init, na proporsyonal sa parisukat ng bilis ng mga gas, at, nang naaayon, isang pagtaas sa pagkonsumo ng kuryente para sa traksyon. . Sa pagsasaalang-alang na ito, ang mga limitasyon na magagawa sa ekonomiya para sa pagtaas ng bilis ng mga gas ay lumitaw, na limitado rin (kapag nasusunog ang solidong gasolina) ng mga kondisyon ng pagsusuot ng mga ibabaw ng pag-init.
Ang mas malawak na ginagamit ay ang pangalawang paraan upang mapataas ang kahusayan ng convective heat transfer (intensification ng radiative at convective heat transfer) - pagbabawas ng diameter ng mga tubo at katumbas na mga channel. Sa pagbaba sa diameter ng mga tubo, ang aerodynamic drag ng mga bundle ng tubo sa isang pare-pareho ang bilis ng gas ay bahagyang bumababa. Ang pagbabawas ng diameter ng mga tubo na ginagamit para sa convective heating surface ay isa sa mga katangiang uso sa pagbuo ng mga disenyo ng boiler sa mga nakalipas na dekada.
Ang isang kinahinatnan ng pagtindi ng mga proseso ng paglipat ng init ay isang pagtaas sa koepisyent ng paglipat ng init, na, na may malinis na mga ibabaw ng pagpapalitan ng init, ay tinutukoy ng mga koepisyent ng paglipat ng init mula sa gilid ng pag-init at pinainit na mga coolant. Sa maraming mga kaso, ang mga katangian ng physicochemical ng mga heat carrier na ginamit ay makabuluhang naiiba, ang kanilang presyon at temperatura, at mga koepisyent ng paglipat ng init ay hindi pareho. Kaya, ang halaga ng koepisyent ng paglipat ng init sa gilid ng tubig α = 2000 ... 7000 W / (m 2 K), sa gilid ng gas coolant α ≤ 200 W / (m 2 K), para sa malapot na likidoα \u003d 100 ... 600 W / (m 2 K). Ito ay malinaw na ang heat transfer intensification ay dapat isagawa mula sa gilid ng coolant, na may maliit na halaga ng heat transfer coefficient. Sa parehong pagkakasunud-sunod ng mga halaga ng mga heat transfer coefficient ng mga heat carrier, ang heat transfer intensification ay maaaring isagawa sa magkabilang panig ng heat transfer, ngunit isinasaalang-alang ang pagpapatakbo at teknikal na mga kakayahan.
Karaniwan, ang pagtindi ng paglipat ng init ay nauugnay sa pagtaas ng mga gastos sa enerhiya upang mapagtagumpayan ang pagtaas ng hydraulic resistance. Samakatuwid, ang isa sa mga pangunahing tagapagpahiwatig na nagpapakilala sa pagiging angkop ng pagpapaigting ng paglipat ng init sa mga exchanger ng init ay ang kahusayan ng enerhiya nito. Ang pagtaas sa intensity ng paglipat ng init ay dapat na katumbas ng pagtaas ng hydraulic resistance.
Ang mga sumusunod na pangunahing paraan ng pagpapaigting ng paglipat ng init ay ginagamit:
pagbuo ng magaspang na ibabaw at ibabaw kumplikadong hugis, na nag-aambag sa kaguluhan ng daloy sa malapit sa pader na layer;
ang paggamit ng magulong pagsingit sa mga channel;
pagtaas sa lugar ng ibabaw ng palitan ng init sa pamamagitan ng mga palikpik;
epekto sa daloy ng coolant sa pamamagitan ng electric, magnetic at ultrasonic field;
kaguluhan ng malapit sa dingding na layer sa pamamagitan ng pag-aayos ng mga pagbabago sa bilis ng paparating na daloy at pag-ikot nito;
mekanikal na epekto sa ibabaw ng palitan ng init sa pamamagitan ng pag-ikot at panginginig ng boses nito;
ang paggamit ng isang butil-butil na nozzle pareho sa isang nakatigil at sa isang pseudo-moving state;
pagdaragdag ng mga solidong particle o gas bubble sa coolant.
Ang posibilidad at kapakinabangan ng paggamit ng isa o ibang paraan ng pagpapatindi para sa mga partikular na kondisyon ay tinutukoy ng mga teknikal na kakayahan at kahusayan ng pamamaraang ito.
Ang isa sa mga pinaka-malawak na ginagamit na pamamaraan para sa pagpapatindi ng paglipat ng init (pagtaas ng daloy ng init) ay ang palikpik ng panlabas na ibabaw ng mga tubo, sa kondisyon na ang isang coolant na may mababang halaga ng koepisyent ng paglipat ng init ay nakadirekta sa annular space.
Ang mga scheme ng ilang mga aparato na ginagamit upang paigtingin ang paglipat ng init sa mga tubo ay ibinibigay sa Talahanayan. 7.1.
7.1. Mga scheme ng mga device na ginagamit para sa intensification
paglipat ng init
|
ribbing |
ribbing | ||
|
baluktot |
Pipe na may helical na maayos na tinukoy na mga protrusions |
|
|
|
Patuloy na turnilyo agitator |
Pinaikot na tubo | ||
|
Annular na uri ng channel diffuser-confuser |
Alternating smoothly contoured annular protrusions on loobang bahagi makinis na tubo |
Ginagamit ang mga Vane swirler, intermittent screw swirler na may ibang hugis ng central body, atbp. Dapat tandaan na kasabay ng pagtaas ng heat transfer coefficient ng 30 ... 40%, mayroong pagtaas sa hydraulic resistance ng 1.5-2.5 beses. Ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng ang katunayan na ang pagwawaldas ng enerhiya sa panahon ng disintegration ng malakihang mga istraktura ng vortex (bumangon sila kapag ang daloy ay umiikot) ay makabuluhang lumampas sa henerasyon ng kaguluhan - upang pakainin ang humihinang mga vortex, isang tuluy-tuloy na supply ng enerhiya mula sa labas ay kailangan.
Ito ay itinatag na sa ilalim ng magulong at transisyonal na mga rehimen ng daloy, ipinapayong palakasin ang magulong mga pulsation hindi sa core ng daloy, ngunit sa malapit sa dingding na layer, kung saan mababa ang magulong thermal conductivity at ang density ng heat flux ay pinakamataas, dahil ito ang layer ay nagkakahalaga ng 60 ... 70% ng magagamit na pagkakaiba sa temperatura na "wall- liquid". Paano mas maraming numero R r, ang mas manipis na layer na nararapat na maimpluwensyahan.
Ang mga rekomendasyon sa itaas ay maaaring ipatupad sa pamamagitan ng paglikha sa ilang paraan, halimbawa, sa pamamagitan ng knurling, alternating maayos na tinukoy na annular protrusions sa panloob na ibabaw ng isang makinis na tubo. Para sa pagbagsak ng mga likido na may P r = 2…80 pinakamahusay na mga resulta ay nakuha sa t sun /d int = 0.25 ... 0.5 at d sun / d int = 0.94 ... 0.98. Kaya, sa R e = 10 5, ang paglipat ng init ay tumataas ng 2.0-2.6 beses na may pagtaas sa hydraulic resistance ng 2.7-5.0 beses kumpara sa paglipat ng init ng isang makinis na tubo. Para sa hangin, magandang resulta ang nakuha sa t sun / d in = 0.5 ... 1.0 at d sun / d in = 0.9 ... 0.92: sa transition region ng daloy (R e = 2000 ... 5000) an pagtaas sa paglipat ng init 2.8 ... 3.5 beses na may pagtaas sa paglaban ng 2.8-4.5 beses (kumpara sa isang makinis na tubo).
Ang mga pamamaraan ng mekanikal na impluwensya sa ibabaw ng palitan ng init at impluwensya sa daloy ng mga electric, ultrasonic at magnetic field ay hindi pa sapat na pinag-aralan.
Convective heat transfer
Convection- ito ang paggalaw ng init dahil sa paggalaw ng mga partikular na macroscopic volume ng likido o gas. Ang kombeksyon ay palaging sinasamahan ng paglipat ng init sa pamamagitan ng pagpapadaloy.
Sa ilalim convective heat transfer maunawaan ang proseso ng pagpapalaganap ng init sa isang likido (o gas) mula sa ibabaw ng isang solidong katawan o sa ibabaw nito nang sabay-sabay sa pamamagitan ng convection at thermal conductivity. Ang ganitong kaso ng pagpapalaganap ng init ay tinatawag ding heat transfer sa pamamagitan ng contact o simpleng heat transfer.
Ang paglipat ng init sa pamamagitan ng convection ay mas matindi, mas magulong gumagalaw ang buong masa ng likido at mas masigla ang paghahalo ng mga particle nito. yun. Ang kombeksyon ay nauugnay sa mekanikal na paglipat ng init at lubos na nakasalalay sa mga kondisyon ng hydrodynamic ng daloy ng likido.
Ayon sa likas na katangian ng paglitaw, dalawang uri ng likas na katangian ng paggalaw ng isang likido ay nakikilala:
1. libre paggalaw ng likido (i.e. natural na kombeksyon) - lumitaw dahil sa pagkakaiba sa mga densidad ng pinainit at malamig na mga particle ng likido at natutukoy ng pisikal na katangian likido, dami at pagkakaiba ng temperatura nito sa pagitan ng pinainit at malamig na mga particle.
2. pilit (sapilitan) paggalaw ng likido ( sapilitang convection) nangyayari sa ilalim ng impluwensya ng ilang dayuhang pathogen, tulad ng pump, fan. Ito ay tinutukoy ng mga pisikal na katangian ng likido, ang bilis nito, ang hugis at sukat ng channel kung saan ang paggalaw ay isinasagawa.
AT pangkalahatang kaso Kasama ng sapilitang paggalaw, ang malayang paggalaw ay maaari ding bumuo ng sabay-sabay. Ang mga proseso ng paglipat ng init ay hindi mapaghihiwalay na nauugnay sa mga kondisyon ng paggalaw ng likido. Tulad ng nalalaman, mayroong dalawang pangunahing rehimen ng daloy: laminar at magulong. Sa daloy ng laminar Kalmado at umaalon ang daloy. Sa magulong - ang paggalaw ay hindi maayos, puyo ng tubig. Para sa mga proseso ng paglipat ng init, ang mode ng paggalaw ng gumaganang likido ay may napaka pinakamahalaga, dahil tinutukoy nito ang mekanismo ng paglipat ng init.
Mekanismo ng paglipat ng init sa pamamagitan ng convection
(convective heat transfer)
Isaalang-alang natin ang proseso ng paglipat ng init sa pamamagitan ng convection at thermal conductivity mula sa ibabaw ng isang solidong katawan patungo sa daloy ng likido (o gas) na naghuhugas nito, o, sa kabaligtaran, mula sa daloy patungo sa matibay na katawan, halimbawa, ang pader ng heat exchanger.
Sa core ng daloy, ang paglipat ng init ay isinasagawa nang sabay-sabay sa pamamagitan ng pagpapadaloy ng init at kombeksyon. Ang mekanismo ng paglipat ng init sa core ng daloy sa panahon ng magulong paggalaw ng daluyan ay nailalarawan sa pamamagitan ng matinding paghahalo dahil sa magulong pulsations, na humahantong sa pagkakapantay-pantay ng mga temperatura sa core sa isang tiyak na average na halaga t av (t av1 o t av2 ). Alinsunod dito, ang paglipat ng init sa core ay pangunahing tinutukoy ng likas na katangian ng paggalaw ng coolant, ngunit nakasalalay din sa mga thermal properties nito. Habang papalapit tayo sa pader, bumababa ang intensity ng heat transfer. Ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na ang isang thermal boundary layer na katulad ng hydrodynamic boundary layer ay nabuo malapit sa dingding. yun. habang papalapit ka sa pader mas malaking halaga nakakakuha ng thermal conductivity, at sa agarang paligid ng dingding (sa isang napaka manipis na laminar thermal sublayer) ang paglipat ng init ay isinasagawa lamang sa pamamagitan ng thermal conductivity.
Ang thermal boundary sublayer ay itinuturing na malapit sa dingding na layer kung saan ang epekto ng magulong pagbabagu-bago sa paglipat ng init ay nagiging bale-wala.
Dapat itong makilala na ang intensity ng t / recoil ay pangunahing tinutukoy ng thermal resistance ng malapit-wall sublayer, na kung ihahambing sa thermal resistance ng core, ay nagiging mapagpasyahan.
Sa magulong daloy ng likido, ang paglipat ng init ay nangyayari nang mas intensive kaysa sa daloy ng laminar. Habang tumataas ang kaguluhan ng daloy, tumataas ang paghahalo, na humahantong sa pagbaba sa kapal ng layer ng hangganan at pagtaas ng dami ng init na inilipat.
Isa sa mga praktikal na gawain sa teknolohiya ay ang pagbuo ng kaguluhan sa panahon ng paggalaw ng mga coolant.
Ang layunin ng pag-unlad ng kaguluhan sa mga kagamitan sa pagpapalitan ng init ay upang mabawasan ang kapal ng thermal boundary sublayer, sa kasong ito ang proseso ay limitado lamang sa pamamagitan ng convection.
Ang dami ng init na inililipat ng molecular thermal conductivity ay tinutukoy ng Fourier law:
t ay ang temperatura sa hangganan
Ang init na inililipat sa pamamagitan ng convection ay tinutukoy ayon sa batas ni Newton o ang batas ng paglipat ng init:
(2)
Ang dami ng init na inililipat ng surface F, na may temperatura t st sa kapaligiran na may temperatura t cf, ay direktang proporsyonal sa init exchange surface at ang pagkakaiba ng temperatura m/y t st at t cf sa kapaligiran.
Dahil sa magulong pulsations, ang mga temperatura ay equalized at maaaring equated.
Equating (1) at (2) ang equation na nakukuha natin:
Ngunit ang halaga ay mahirap matukoy.
koepisyent ng paglipat ng init, [W / m 2 K] - nagpapakita kung gaano karaming init ang inililipat mula sa 1 m 2 ng ibabaw ng dingding patungo sa likido sa isang pagkakaiba sa temperatura sa pagitan ng dingding at ng likido ng isang degree.
Ang halaga ay nagpapakilala sa intensity ng paglipat ng init sa pagitan ng ibabaw ng isang katawan, halimbawa, isang solidong pader at kapaligiran(maghulog ng likido o gas).
Ang proseso ng paglipat ng init ay kumplikadong proseso, at ang heat transfer coefficient ay kumplikadong pag-andar iba't ibang dami na nagpapakilala sa prosesong ito.
Ang koepisyent ng paglipat ng init ay nakasalalay sa mga sumusunod na kadahilanan:
Ang bilis ng likido, ang density at lagkit nito, ibig sabihin, mga variable na tumutukoy sa rehimen ng daloy ng likido;
Ang mga thermal na katangian ng likido (tiyak na kapasidad ng init C p, thermal conductivity), pati na rin ang koepisyent ng pagpapalawak ng dami;
