при передачі тепла через стінку перенесення тепла від гарячого теплоносія до стінки і від стінки до холодного теплоносія здійснюється конвекцією, а через стінку - шляхом теплопровідності.
Втрата тепла з нагрітої поверхні в навколишнє середовище відбувається шляхом конвекції і лучеиспускания. [1,564]
Експлуатація теплообмінних апаратів полягає в регулюванні температури і очищення від забруднень.
Регулювання проводиться з метою підтримки необхідного температурного режиму та здійснюється при зміна кількості подаваного агента подогревающего або охолоджуючого. Так в подогревателях підтримують постійну кінцеву температуру холодного теплоносія регулюванням подачі нагревающего агента.
Якщо нагріваючим агентом служить водяна пара, то, прикриваючи паровий вентиль і зменшуючи цим подачу пари, ми віднімаємо від кожного кілограма пара велика кількість тепла, тобто змушуємо конденсат переохолоджуватися. Зниження температури виходу конденсату призводить до зменшення середнього температурного напору в зоні переохолодження і, отже, до зменшення кількості тепла, сообщаемого холодного теплоносія, внаслідок чого його кінцева температура знижується. Для підвищення кінцевої температури холодного теплоносія необхідно збільшити відкриття парового вентиля; тоді температура виходу конденсату буде зростати. Підвищення кінцевої температури холодного теплоносія і температури виходу конденсату відбувається до тих пір, поки не стане рівною температурі насичення пара, подальше відкривання другого вентиля марно, оскільки, незважаючи на збільшення, подає температурний напір залишиться без зміни і кількість тепла сообщаемого холодного теплоносія, що не буде збільшуватися.
У холодильниках. кінцеву температуру гарячого теплоносія підтримують регулюванням подачі води (або іншого охолоджуючого агента): а середній температурний напір збільшується, що викличе підвищення кількості тепла, віднімають від гарячого теплоносія, і пониження його кінцевої температури.
Якщо кількість обох теплоносіїв є, певним (наприклад, у власне теплообмінниках), то регулювання температури проводиться пропусканням частини одного 'з теплоносіїв по обвідної лінії (минаючи теплообмінники).
Очищення теплообмінних апаратів. При використанні теплоносіїв, що виділяють опади і надають корозійне дію на апаратуру, поверхня теплообміну покривається шаром забруднень, що володіють низькою теплопровідністю, що знижує коефіцієнт теплопередачі. Очистку апаратів від забруднень виробляють періодично. Тривалість роботи між очищеннями залежить від допустимої ступеня забруднення і від швидкості забруднення поверхні теплообміну і може коливатися від декількох днів до декількох місяців (і більше).
Очищення апаратів виробляється або вручну, або механічними чи хімічними способами. [4,321]
1.3 Опис схеми процесу
При закінченні рідин в теплообміннику температура їх змінюється: гаряча рідина охолоджується, а холодна нагрівається. Характер зміни температури рідини, що рухається уздовж поверхні нагріву, залежить від схеми її руху. У теплообмінних апаратах застосовують в основному три схеми руху рідин:
прямоточна, коли гаряча і холодна рідини протікають паралельно;
протівоточная, коли гаряча і холодна рідини протікають в протилежному один одному напрямку;
перехресна, коли рідини протікають у перехресному напрямку. [6,5]
Малюнок 1 - Схема теплообмінника труба в трубі
2. Розрахункова частина
2.1 Матеріальний і тепловий розрахунок теплообмінника труба в трубі .
Середня різниця температури:
? t м=t 1н - t 2к=45-20=25? С
? t б=t 1к - t 2н=35-20=15? С
Так як відношення? t б /? t м=15/25=0,75 lt; 2, то
? tср =; (1)
=20? С.
Середня температура конденсату:
t1ср; (2)
=40? С.
Середня температура розчину:
t2ср=t1ср - Dtcр=° С; (3)
t2ср=40-20=20 ° С.
Теплове навантаження апарату:
Q=1,05 G2 c2 (t2н - t2к);
де с2 - теплоємність розчину 3,61 кДж/кг? К [1,248];
G2 - масова витрата розчину;
, 05 - коефіцієнт, що враховує втрати в навколишнє середовище.
G2== 1,16 кг/с;
Q=1,05? 1,16? 3,31 (20-20)=4,4 кВт.
Витрата конденсату:
G1=Q/с1 (t1н - t1к); (4)
де с1=4,19 кДж/кг · К - теплоємність води при 80? С [1,537].
G1== 0,44 кг/с...
