Конвективные поверхности

КОНВЕКТИВНЫЙ ТЕПЛООБМЕН (ТЕПЛООТДАЧА)

Наиболее распространенным случаем сложного теплообмена является теплоотдача от поверхности к газу (или от газа к поверхности). При этом имеет место конвективный теплообмен между поверхностью и омывающим ее газом и, кроме того, та же самая поверхность излучает и поглощает энергию, обмениваясь потоками излучения с газом и окружающими предметами. В целом интенсивность сложного теплообмена в этом случае характеризуют суммарным коэффициентом теплоотдачи:

В ряде случаев влиянием одной из составляющих коэффициента теплоотдачи можно пренебречь. Например, с увеличением температуры резко возрастает тепловой поток излучением, поэтому в топках паровых котлов и печей, где скорости течения газов невелики, а гг>1000°С, обычно принимают а = ал и, наоборот, при теплообмене поверхности с потоком капельной жидкости определяющим является конвективный теплообмен, т. е. а = ак.

Термическое сопротивление Rk можно уменьшить различными способами, воздействуя на любую из составляющих /?а(, /?л, /?а2. Как отмечалось в §9.2, интенсифицировать конвективный теплообмен и уменьшить /?а можно путем увеличения скорости движения теплоносителя, турбулизации пограничного слоя и т. д. Термическое сопротивление теплопроводности /?х зависит от материала и толщины стенки. Однако прежде чем выбирать методы воздействия на процесс теплопередачи, необходимо установить вклад отдельных составляющих /?„:, /?j. и /?а2 в суммарную величину /?*. Естественно, что существенное влияние на Кь будет оказывать уменьшение наибольшего из слагаемых. В широко используемом в технике процессе передачи теплоты от капельной жидкости к газу через металлическую стенку наибольшее термическое сопротивление имеет место в процессе теплоотдачи от газа к стенке А1а2, а остальные термические сопротивления /?а и /?х пренебрежимо малы по сравнению с ним (см. пример 12.2).

Глава девятая. Конвективный теплообмен (теплоотдача) ........

Конвективный теплообмен 291 Константан 554 Концентратор 78 Координационное число 25 Коррозионное растрескивание 492 Коррозия: 479

3) конвективный теплообмен, который отвечает температурам ниже температуры кипения охлаждающей жидкости. Теплоотвод в этот период происходит с наименьшей скоростью.

2.5. ВНУТРИПОРОВЫЙ КОНВЕКТИВНЫЙ ТЕПЛООБМЕН В МЕТАЛЛОКЕРАМИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛАХ

2.5. Внутрипоровый конвективный теплообмен в металлокерамичес-

КОНВЕКТИВНЫЙ ТЕПЛООБМЕН

КОНВЕКТИВНЫЙ ТЕПЛООБМЕН - процесс теплообмена в неравномерно нагретой жидкой, газообразной или сыпучей среде, обусловленный конвективным движением среды (см. Конвекция] и её теплопроводностью. К.т., протекающий на границе раздела двух фаз, называется конвективной теплоотдачей. К.т. зависит от физ. св-в среды и характера её движения. Различают: К.т. при естественной конвекции, когда движение среды обусловлено только действием силы тяжести в неравномерно нагретой и, следовательно, неоднородной по плотности среде; К.т. при вынужденной конвекции (движение среды вызвано действием на неё насосов, вентиляторов, мешалок и т.п.); К.т. при изменении агрегатного состояния (напр., при кипении жидкости или при конденсации пара). К.т. осуществляется, напр., в разл. теплообменных и теплосиловых установках.

Наружные загрязнения с поверхности змеевиков удаляются, например, путем периодического включения в работу системы дробеочистки, в которой поток металлической дроби пропускается (падает) сверху вниз через конвективные поверхности нагрева, сбивая налипшие на трубы отложения. Налипание золы может быть следствием выпадения росы из дымовых газов на относительно холодной поверхности труб, особенно при сжигании сернистых топлив (пары Н28Оз конденсируются при более высокой температуре, чем ШО). В теплоэнергетических установках питательная вода перед поступлением в котел обязательно подвергается регенеративному подогреву (см. §6.4), поэтому ни налипания золы, ни наружной коррозии (ржавления) труб вследствие выпадения росы в экономайзерах таких котлов не бывает.

конвективные поверхности; 5 — задний экран нпективной части; 6— задний экран топки

При температурах газов ниже 900 °С в котлах-утилизаторах обычно используются только конвективные поверхности нагрева. Эти агрегаты радиационной камеры не имеют, а целиком выполняются из змеевиков.

Испарительные поверхности нагрева размещают в топке 9 в области наиболее высоких температур или в газоходе, расположенном за топкой. Это, как правило, радиационные или радиационно-конвективные поверхности нагрева — экраны, фестоны, котельные пучки. Экраны 11 —это поверхности нагрева котла, расположенные на стенах топки и газоходов и ограждающие их от воздействия высоких температур. Экраны могут быть установлены внутри топки —двусветные экраны. В этом случае они подвергаются двустороннему облучению.

По тепловосприятию поверхности ширм менее эффективны, чем конвективные поверхности перегревателей. В теплообмене участвует лишь часть поверхности ширмы Нш = 2S2 (пш — 1) 1х, в то время как полная площадь поверхности Яш. п = ndnml (I —• средняя длина трубы в ленте, м; л; — угловой коэффициент ширмы; пш — число труб в ленте). Поэтому при одинаковом расходе металла расчетная площадь поверхности ширмы получается в 1,5 раза меньше, чем та же величина в конвективном перегревателе.

§ 28. ПОЛУРАДИАЦИОННЫЕ И КОНВЕКТИВНЫЕ ПОВЕРХНОСТИ НАГРЕВА

§ 28. Полурадиационные и конвективные поверхности нагрева ...........•............ 198

4 — конвективные поверхности: S — заданий экран

В верхней части топочной камеры расположены конвективные поверхности нагрева 4, а в нижней — холодная воронка 5, которую выполняют в виде усеченной пирамиды. Устройства 6 служат для удаления шлака в систему шлакозолоудаления.

В башенных котлах (рис. 6-7,е) для снижения газового сопротивления все конвективные поверхности нагрева размещены в одном газоходе.

Конвективные поверхности нагрева перегревателя, дополнительного пучка кипятильных труб постоянны и составляют 50 и 182 м2, но для