Главная
Типы кипения — кипение в большом объеме
|
Типы кипения — кипение в большом объеме Процессы кипения протекают по этому типу, если поверхность теплопередачи погружена в относительно большой объем неподвижной жидкости. Перемешивание жидкости происходит лишь за счет естественной конвекции и движения пузырьков. Примером может служить кипение воды в обычной кастрюле или кипение на поверхности погруженной в жидкость горячей проволоки, такое устройство часто используется для изучения процесса кипения в большом объеме. На рис. 1А показано изменение теплового потока от горячей проволоки по мере увеличения разности температур между проволокой и жидкостью. Из этого графика следует, что теплообменник следует конструировать так, чтобы температура кипения была близка к точке 4, т.е. к точке максимального теплового потока. Эту точку обычно называют кризисом кипения. Основным механизмом теплоотдачи в данной зоне является пузырьковое кипение. Образование пузырьков начинается не в жидкости, а в активных центрах парообразования на поверхности теплоотдачи. Это объясняется тем, что для поддержания пузырька против действия сил поверхностного натяжения, которые стремятся его уничтожить, требуется значительно больший перегрев в случае свободного пузырька, чем в случае пузырька, прикрепленного к центру парообразования. Поверхностное натяжение увеличивает давление в свободном пузырьке, в результате пар конденсируется и пузырек захлопывается. Центрами парообразования могут быть высокоэнергетические группы молекул, полости, образованные инородными примесями, загрязнения, местные деформации и напряжения и т.д. Вероятно, наилучшим центром парообразования может служить коническое углубление на поверхности. Количество центров парообразования, а также интенсивность образования на них пузырьков является функцией свойств поверхности, теплового потока, давления и физических свойств жидкости. Вообще говоря, грубая поверхность, например, корродированная сталь, дает более высокий коэффициент теплоотдачи, чем гладкая поверхность, например, стекло или, тем более, тефлон. Исследовались различные методы обработки поверхности для увеличения количества центров парообразования и, соответственно, коэффициента теплоотдачи. Это может быть пескоструйная обработка пластин из нержавеющей стали или напыление расплавленной меди либо других металлов на поверхность нержавеющей стали.
Вначале эффект значителен, но со временем, как правило, характеристики ухудшаются, вероятно, по причине загрязнения, которое деактивирует центры парообразования. Изменения с течением времени характеристик испарителей в некоторых случаях объясняется изменением качества поверхности. Тонкая пленка масла может сделать поверхность гладкой и тем самым уменьшить коэффициент теплоотдачи (одновременно увеличив загрязнение). Отложение частиц, образующихся при механическом износе системы, может увеличить количество центров парообразования и этим улучшить коэффициент теплоотдачи. Масло, растворенное в хладагенте, может увеличить коэффициент теплопередачи. С увеличением концентрации масла в хладагенте коэффициент теплоотдачи сначала увеличивается (до концентрации масла 3-5%), затем начинает уменьшаться. Улучшение теплоотдачи можно объяснить уменьшением поверхностного натяжения раствора, что способствует активизацию большего количества центров парообразования. При более высоких концентрациях масла преобладает другой эффект — снижение коэффициент теплоотдачи из-за увеличения вязкости. К сожалению, очень трудно предсказать изменение коэффициента теплоотдачи по изменению условий пузырькового кипения. Даже для самых лучших корреляций ошибки могут достигать нескольких сотен процентов. Более того, очень трудно точно определить состояние поверхности. Небольшие отклонения в обработке материалов, из которых выполнены поверхности нагрева, могут несколько видоизменить структуру поверхностей, вызвать разную степень окисления; хранение при разных условиях может повлиять на степень коррозии и т.д. К счастью — с точки зрения конструктора — данный механизм кипения обычно редко используется в промышленности, особенно в испарителях холодильных установок. ![Типы кипения - кипение в большом объеме]()
|
|
Что такое кипение? Кипение — это фазовый переход из жидкого в газообразное состояние, в ходе которого теплота передается жидкости при температуре, равной или превышающей температуру кипения этой жидкости при данном давлении. Можно выделить два основных типа процессов кипения, имеющих различные механизмы: - кипение в большом объеме,
- кипение в потоке или конвективное кипение.
Фазовый переход, который происходит при понижении давления насыщенной жидкости, теплоизолированной от окружающей среды, не считается кипением, хотя имеет много общего с истинным процессом кипения. Таким образом, испарение, которое происходит в терморегулиру-ющем вентиле, не является процессом кипения.
|
|
Соединительные патрубки Водная сторона. Как правило, это резьбовые соединения, см. рис.15 А. - Не допускайте загрязнения резьбы.
- Не затягивайте соединения слишком сильно. Рекомендованные значения момента затяжки указаны в каталоге продукции.
- Уплотняющая прокладка должна находится между торцом патрубка и буртиком трубы, а не на резьбе.
- Для защиты и смазки резьбы применяйте Teflon, Molycote или аналогичные материалы.
- Резьбовые соединения приемлемы, если патрубки легко доступны снаружи. Если же ПТО установлен внутри агрегата и, возможно, теплоизолирован, ПТО рекомендуется присоединить к наружному трубопроводу через промежуточные трубы, которые привариваются к патрубкам ПТО и соединяются резьбой с внешним трубопроводом в месте, удобном
- для обслуживания, см. рис 13.
- Не забывайте об опасности гидравлического удара. Имейте в виду, что закрывающиеся против потока клапаны менее опасны в этом отношении, чем более широко применяющиеся клапаны, закрывающиеся по потоку.
Сторона хладагента. Как правило, эти соединения выполняются пайкой. В некоторых случаях, чаще всего, для присоединения никелевых паяных ПТО, может потребоваться сварка. См. рис. 15В. - Соблюдайте правила эксплуатации сосудов, работающих под давлением, а также правила техники безопасности и стандарты по холодильной технике.
- Перед пайкой тщательно очистите и обезжирьте соединяемые поверхности с помощью растворителей. В противном случае припой может не покрыть всю поверхность пайки. Желательно применять фирменные растворители, к которым прилагается инструкция.
- При сварке, как правило, не требуется обезжиривание, за исключением случаев, когда оборудование эксплуатируется в агрессивной атмосфере или работает с агрессивными средами. Обезжиривание предотвращает повышение содержания углерода в нержавеющей стали. При сварке углерод может образовать карбид с содержащимся в стали хромом. Обычно это соединение образуется в определенных зонах с обеих сторон от свариваемой поверхности. Сталь с обедненным содержанием хрома уже больше не является нержавеющей и может подвергаться коррозии.
- При пайке или сварке продувайте через присоединяемую трубу азот, чтобы охладить агрегат и не допустить окисления.
- Пропускайте воду по водной стороне. Включать подачу воды следует до начала пайки или сварки, а отключать после завершения сборки.
- При пайке водяное охлаждение не обязательно, но оно эффективнее и дешевле, чем охлаждение азотом.
- В зависимости от применяемого метода, при сварке может выделяться значительно больше теплоты, чем при пайке. Сварка TIG обычно не требует никакой дополнительной защиты помимо водяного охлаждения. Если требуется отвести большее количество теплоты, то основания патрубков можно обернуть влажной ветошью или поливать детали водой.
- Легче отцентрировать соединяемые детали, если ППТО расположен горизонтально. Пайка и сварка в этом положении также проходят быстрее.
- Применяйте припой, содержащий не менее 45% Ag. Температура пайки не должна превышать 650°С. Ни в коем случае деталь не должна нагреваться до 800°С
- Сварка TIG и сварка в среде защитного газа сопровождаются наименьшим выделением теплоты, поэтому, по возможности, следует применять именно эти методы.
![Соединительные патрубки]() ![Соединительные патрубки]()
|
|
Изоляция Площадь наружной поверхности ППТО мала, поэтому теплообменник можно устанавливать без изоляции. Если изоляция все же потребуется, для этого достаточно слоя Armaflex или аналогичного материала толщиной 5-15 мм. Для большинства моделей ППТО можно приобрести уже раскроенные листы Armaflex. Если аппараты, как конденсаторы, так и испарители, устанавливаются вне помещений, где температура окружающего воздуха опускается ниже нуля, то применение изоляции необходимо. Изоляция на СПТО должна быть съемной, чтобы не осложнять осмотр и профилактику пластин и уплотнителей.
|
|
Монтаж ППТО Обратимся к рис. 13. Необходимо исключить воздействие на ППТО вибрации и теплового расширения труб. Добиться этого можно следующим образом: - Между опорной поверхностью и ППТО помещаются листы резины или Armaflex.
- Компрессор оборудуется поглотителями вибрации.
- В случае длинных прямых труб применяют сильфонные вставки или другие компенсаторы расширения труб.
![Монтаж ППТО]()
|
|
| | << В начало < Предыдущая 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 Следующая > В конец >>
| | Всего 1135 - 1143 из 2437 |
|
