Назад на головну
сторінку
Бібліотека Корисні посилання
студентки групи МАГ-03 Соловйової Світлани Валеріївни
Науковий керівник: проф. Маркін Олександр Дмитрович
ТЕМА: " Аналіз ефективності регенеративних
підігрівників у контурі ПТУ при розрахунках теплових схем блоків ТЕС ".
Широке поширення явищ теплообміну в
енергетиці,
промисловості, транспорті, а також у процесах взаємодії з навколишнім
середовищем зажадало великої кількості конструкцій теплообмінних апаратів. Ці
конструкції в кожнім конкретному випадку повинні забезпечувати оптимальне
сполучення теплової ефективності, зручності експлуатації, по можливості малих
капіталовкладень і експлуатаційних витрат.
У даній роботі викладені теоретичні
основи розрахунку теплообмінників. Включено класифікацію типів теплообмінників,
основні методи опису й елементи теорії теплообмінників.
Дана робота містить лаконічний і
точний виклад класичних основ теорії теплообміну і сучасних методів розрахунку
і проектування теплообмінної апаратури всілякого призначення.
Теплообмінники забезпечують передачу
теплоти між двома чи великим числом потоків теплоносіїв, що відбуваються через
апарат. Основною характеристикою конструкції теплообмінника є тип відносного
руху потоків теплоносіїв, взаємна геометрія цих плинів. Нижче розглянуті
найбільш загальні конфігурації плинів.
Варто підкреслити, що описані
конфігурації являють собою деяку ідеалізацію реальних ситуацій. На практиці
ніколи не можна досягти плину теплоносія, що збігає з ідеальним варіантом.
Під теплообмінниками розуміємо такі
апарати, у яких роблять обмін теплоти між двома робочими тілами. У
теплообмінних апаратах відбувається обмін між що нагріваються й охолодними
робочими тілами, чи пором, у результаті чого змінюється агрегатний стан
робітників тел.
Використовувані робочі тіла
обмінюються теплотою і можуть бути: водяник пара, тепла вода, гази, різні
розчинні солі, рідкі метали.
За принципом роботи всі
теплообмінники можемо поділити на:
- рекуперативні;
- регенеративні;
- що змішують.
Аналіз процесу конструювання
теплообмінних апаратів повинний бути заснований на ясному розумінні критеріїв,
по яких буде перевірятися робота теплообмінника. У принципі ці критерії
нескладно сформулювати, але задача може виявитися складніше для деяких
особливих випадків. Загальні принципи вибору критеріїв розглянуті нижче в
порядку ступеня їхньої важливості.
Насамперед слід зазначити, що
маються дві великі групи теплообмінників, і кожна група вимагає різних підходів
до конструювання і виготовлення. Безсумнівно, велика частина існуючих поверхонь
теплообміну дублюється в багатьох апаратах, таких, як автомобільні радіатори,
побутові і промислові кондиціонери, казани, охолоджувачі змащення машин і т.д. Для таких теплообмінників промисловістю
виробляються чи тисячі навіть мільйони
ідентичних вузлів. В основному з економічних розумінь процес створення цієї
групи теплообмінників зводиться до виготовлення деякого числа апаратів різної
конструкції, всебічному іспиту в межах очікуваних робочих параметрів,
остаточному вибору найбільш удалої конструкції і, нарешті, до серійного
виробництва теплообмінників, найбільш близьких до обраного прототипу.
У ряді галузей промисловості,
наприклад на хімічних і нафтоперегінних заводах, використовуються
теплообмінники, що розробляються і виготовляються невеликими партіями і
звичайно застосовуються в послідовному чи рівнобіжному компонуванні. Їхнє
серійне виробництво утрудняється, насамперед , через відсутність можливості
широких іспитів поза промисловим процесом. Часто ці теплообмінники призначені
для теплоносіїв, склад, властивості і здатність до утворення відкладень, на
поверхні яких відомі недостатньо і швидкості потоків (а виходить, і умови
протікання теплообміну) можуть змінюватися щодня. Очевидно, така ситуація
пред'являє більш тверді вимоги до проектування, якщо маються які-небудь шанси
на успіх. Дана частина керівництва присвячена в основному саме цьому випадку.
Першим критерієм задовільної роботи
теплообмінного апарата є виконання вимог по робочих параметрах: необхідна
потужність апарата повинна забезпечуватися під час роботи від одного
профілактичного ремонту до іншого при заданих обмеженнях по перепаду тисків і
незалежно від збільшення відкладень на поверхні. Однак необхідно відзначити, що
при проектуванні завжди мається елемент невизначеності, оскільки
теплофизические властивості рідко відомі з високим ступенем точності,
розрахункові методи засновані на використанні критериальных рівнянь, точність
яких знаходиться в межах розкиду експериментальних даних, сам теплообмінник
виготовляється з визначеними допусками, реальні умови роботи теплообмінника в
різні дні неоднакові і відкладення, як правило, виявляються трохи більшими, ніж
передбачалося спочатку (до того ж вони згодом
змінюються). Тому вимоги до робочих характеристик виконуються на
практиці далеко не завжди. З цього погляду
для кількісних оцінок занадто мало як статистичних даних про роботу
окремих апаратів, так і зведень про вплив ефективності їхньої роботи на інші
процеси виробництва. Отже, конструктор за допомогою розрахунку, приймаючи в
увагу вплив ефективності роботи теплообмінника на інші процеси виробництва,
повинний гарантувати з обґрунтованою імовірністю надійну роботу апарата.
Другий критерій полягає в тім, що
теплообмінник повинний задовольняти умовам, загальним для всього устаткування.
Сюди входять, насамперед , механічні напруги, зв'язані не тільки з нормальною
роботою, але і з навантаженням, зборкою, запуском, зупинкою, а також поруч
визначених операцій, обумовлених порушенням виробничого процесу і можливих
аварійних ситуацій. Існують зовнішні механічні напруги, обумовлені наявністю
трубок у теплообміннику і виникаючі як у стаціонарному стані, так і в
перехідних режимах при зміні температури теплоносіїв. У теплообміннику,
звичайно, не повинна виникати корозія від впливу теплоносіїв і навколишнього
середовища. Цього можна домогтися в основному вибором матеріалу, а також
конструкції. Відкладення на поверхні теплообміну повинні бути по можливості
мінімальними, але засобу конструктора в цьому випадку звичайно обмежені
застосуванням можливо більш високих швидкостей припустимих по перепаду тисків і
обмеженнями по ерозії і вібрації, а також гарантуванням того, що забруднена
відкладеннями поверхня буде доступна для очищення
Третій критерій являє собою вимогу
можливості періодичного ремонту теплообмінника, що звичайно містить у собі
очищення поверхонь, теплообміну, заміну трубок, ущільнень і будь-яких інших
елементів конструкції, особливо підданих корозії, ерозії, чи вібрації старінню. Ця вимога може також
стати причиною обмежень на розміщення теплообмінника і забезпечення вільного
простору довкола нього.
Четвертий критерій безпосередньо
випливає з другого і третіх і полягає в тім, що конструктор повинний
враховувати переваги многосекционной компонування з відсічними клапанами Це
дозволяє ремонтувати по черзі кожну секцію без особливого збитку для роботи
всього апарата Таке обслуговування особливо
вигідно для конденсаторів і охолоджувачів? коли одна чи більш секцій можуть
залишитися без теплоносія в зимовий Чи
час використовуватися для регенеративного підігріву дуже холодного теплоносія
П'ятий критерій зводиться до того,
що теплообмінник повинний мати мінімально можливу вартість за умови, звичайно,
що він відповідає перерахованим вище критеріям При економії первісної вартості,
однак, необхідно завжди мати у виді, що збільшення експлуатаційних витрат
унаслідок зменшення розмірів і зниження надійності теплообмінного апарата
приведе до того, що будь-який можливий виграш у первісній вартості буде
витрачений у кілька чи годин днів
Нарешті, можуть бути обмеження на
діаметр теплообмінника, довжину, масу і (чи) на сортамент труб унаслідок вимог
до місця розміщення, перевезенню, можливості обслуговування, збереження
запасних труб і ущільнень
Якщо не вдається досягти заданої для
конкретного випадку ефективності, ніколи не слід розробляти теплообмінник у
надії, що він може бути використаний в інших умовах. Велика частина
теплообмінних апаратів призначається для установок, що мають термін служби,
рівний чи більший, ніж ресурс теплообмінника. Припущення, що теплообмінник з
поганими проектними характеристиками можна буде використовувати для
якого-небудь іншого технологічного процесу, приводить, скоріше, до того, що ні
робота теплообмінника, ні протікання процесу не будуть досить ефективними.
Набагато краще працювати в припущенні, що найбільші надії на успіх як при
проектуванні теплообмінника, так і розробці технологічного процесу, у якому він
бере участь, дає оптимальне рішення саме даної задачі.
Якщо
Вас зацікавила тема і предмет дослідження даної магістерської роботи і Ви
бажаєте довідатися про це докладніше, пишіть мені:
Мій e-mail: semicvetik1925@mail.ru
Назад на
головну сторінку Бібліотека Корисні посилання
