Мгновенного источника

Неводные рабочие тела^ например упомянутые выше вещества, имеют при одной и той же температуре более высокую плотность паров по сравнению с водяным паром и поэтому обеспечивают получение одинаковой мощности при меньших габаритах турбины. Однако подобные системы сложнее, чем системы с циклом мгновенного испарения, и довольно чувствительны к изменениям температуры на выходе турбины.

Перспективной является также схема использования отработавших газов технологических и энергетических агрегатов для подогрева соленой воды в контактных теплообменниках опреснительных установок мгновенного испарения (УМИ) [71].

На рис. 5-14, в—д приведены схемы энергоопреснительных установок производительностью 500 м3/ч дистиллята, работающих с газотурбинной установкой ГТ-100-750-2 [42]. В схеме 5-14, в уходящие из ГТУ газы нагревают дистиллят в утилизационном поверхностном теплообменнике н удаляются в атмосферу. Дистиллят нагревает воздух в контактном или поверхностном промежуточном теплообменнике до температуры 45—50 °С, затем дополнительно охлаждается в охладителе и насосом подается в конденсаторы ступеней испарения. Нагретый дистиллятом воздух подают газодувкой в контактный подогреватель соленой воды, которая поступает в ступени мгновенного испарения. Полученный в них дистиллят направляют потребителю, а рассол может быть упарен до сухого остатка. На рис. 5-14, г приведена схема использования контактного аппарата в качестве головного подогревателя исходной воды, поступающей затем в ступени адиабатного испарителя мгновенного вскипания. На рис. 5-14, д показана схема без контактных аппаратов с промежуточным теплоносителем-дистиллятом, нагреваемым теплотой уходящих из ГТУ газов в утилизационном поверхностном теплообменнике. Расчеты, выполненные для этих трех схем при безнакипном испарении воды с температурой 200, 100 и 80 °С, показали, что удельный расход теплоты различен и составляет соответственно 680, 942 и 997 кДж/кг при одинаковых удельных капиталовложениях. Это показывает преимущество схем с контактными аппаратами перед схемами без них.

Высокие относительные скорости между каплей суспензии и воздушным потоком при наличии температурного градиента являются причиной интенсивного молярного тепло- и массопере-носа между каплей и потоком, практически мгновенного испарения влаги с поверхности капли и образования на этой поверхности структурированной пленки твердых частиц [1]. Это позволяет рассматривать движение капель распыленной суспензии как движение потока частиц определенной формы.

Выпаривание воды из растворов минеральных солей часто ведут в установках адиабатного испарения. Концентрирование раствора в этих установках происходит вследствие испарения предварительно нагретой жидкости, подаваемой в камеру мгновенного испарения, давление в которой ниже давления насыщения, соответствующего температуре поступающей в камеру жидкости [50]. На рис. 2.50 показаны схемы одноступенчатой и многоступенчатой адиабатных выпарных установок.

Для завершения операций по изготовлению оболочковой изложницы необходимо удалить из нее материал модели. Эту операцию обычно осуществляют либо в паровом автоклаве, либо методом мгновенного испарения. В обоих случаях процесс начинают после того, как изложница полностью просушена. При удалении с помощью пара изложницу помещают в сосуд и подают в него пар под давлением 620-1035 кПа при 150—185 °С. Восковая масса, удаленная из изложницы таким способом, может быть регенерирована и использована вновь. Остатки массы удаляются при последующем обжиге изложницы.

Способ мгновенного испарения заключается в том, что изложницы помещают в печь и выдерживают при 980—1090 °С. При этом за одну операцию происходит и удаление восковой массы, и обжиг изложниц; это экономит средства, но вынуждает жертвовать восковой массой. Не исключается и возможность термоудара, которому подвергается изложница в зависимости от характеристик термического расширения, слож-

Тидболл и Вудбери {39] приводят описание технологии под-кисления серной кислотой питательной воды установки по дистилляции воды методом «мгновенного» испарения. Метод применен на установке с рециркуляцией, работающей при ^=>121°С, на многоступенчатой установке, работающей при ^=132°С, и на прямоточной одноступенчатой установке, работающей при 14№С. Эти температуры были выбраны из условия, чтобы не образовалась сульфатная наиипь.

26. В а и с б л а т М. Б., Голуб С. И., Ч е р н о з у б о в. Тепловой расчет установок мгновенного испарения для опреснения морской воды. «Водоснабжение и санитарная техника», 1966, № 11, стр. 7.

Многие типы современных испарителей оборудованы трубчатыми нагревательными элементами, и при работе с морской водой серьезнейшей эксплуатационной проблемой является удаление накипи, что требует частых остановок в работе. Поэтому находят применение беструбные испарители, например установки мгновенного испарения, а также специальные гофрированные нагревательные элементы, самостоятельно освобождающиеся от накипи. Кроме того, разработаны химические способы предотвращения образования накипи в испарителях для морской воды.

Испарители можно разделить на установки с трубчатыми нагревательными элементами (такие аппараты наиболее распространены вплоть до настоящего времени), установки со специальными нагревательными элементами и установки мгновенного испарения. К особому типу испарителей с повторным сжатием пара относится установка Хикмена.

При /=0 во всех точках, где #=^0, имеем ДГ=0. В точке /?=0 при /=0 имеем ДГ-»-оо. В правильности выбора постоянного множителя в уравнении (6.1) можно убедиться путем вычисления интеграла, выражающего полное количество введенной теплоты во всем объеме бесконечного тела. Это количество в любой момент времени равно Q, так как тело в данном случае не отдает теплоты в окружающее пространство. Распределение температуры при распространении теплоты от мгновенного источника теплоты, приложенного в точке О на поверхности полубесконечного тела (рис. 6.1), аналогично (6.1) для бесконечного

Во-первых, начальное неравномерное распределение температуры Ти можно рассматривать как некоторую температуру, возникшую вследствие выделения теплоты мгновенными элементарными источниками теплоты в момент времени / = 0. Зная закон распределения температуры от отдельного мгновенного источника теплоты, можно путем интегрирования по объему тела определить температуру от суммарного действия всех элементарных источников, т. е. описать процесс выравнивания температуры. Рассмотрим в качестве примера выравнивание температуры в бесконечном стержне сечением F, который при ^=0 был нагрет до Ти на участке длиной 2/; будем полагать, что остальная часть стержня находилась при Т = 0 (рис. 6.4). Выде-

Для составления уравнений, описывающих процесс распространения теплоты от движущихся непрерывно действующих источников, используют принцип наложения. С этой целью весь период действия источника теплоты разбивают на бесконечно малые отрезки времени dt. Действие источника теплоты в течение бесконечно малого отрезка времени dt представляют как действие мгновенного источника теплоты. Суммируя процессы распространения теплоты от действующих друг за другом в разных местах тела мгновенных источников теплоты, получают уравнение температурного поля при непрерывном действии движущегося источника теплоты.

Суммируем приращения температуры от всех элементарных источников теплоты на линии ОО0. Время распространения теплоты от мгновенного источника в точке О равно нулю, а от мгновенного источника в точке 00 равно ta. Поэтому интеграл берем в пределах от 0 до tH:

В предыдущем случае предполагалось, что точечный источник теплоты может перемещаться по поверхности пластины с произвольной, в том числе и с малой, скоростью. При больших скоростях перемещения точечного источника теплоты, как это показано в п. 6.4, можно не принимать во внимание процесс распространения теплоты вдоль оси движения источника, а рассматривать только распространение теплоты вдоль осей Оу и Oz. Таким образом, процесс распространения теплоты в рассматриваемом случае представляется как распространение теплоты от мгновенного источника, выделившего теплоту в точке О в момент времени / = 0 (см. рис. 6.16, в) :

Температурное поле при движении точечного источника теплоты по поверхности сплошного цилиндра описывается сложными зависимостями. Формулы оказываются проще, если исходить из предположения, что источник теплоты быстродвижущийся. Тогда при наплавке по образующей цилиндра процесс распространения теплоты можно представить как выравнивание температур от мгновенного источника Q, расположенного в точке ф — 0 тонкого диска радиусом г0, торцы которого теплоизолированы, а теплота отдается лишь с цилиндрической поверхности (рис. 6.20, а). В этом случае результаты подсчетов для точек по линии наплавки (г = АО, ф = 0) представлены на рис. 6.21, а, где

Таким образом, совместное действие источника Q2 и проходящего тока плотностью / может быть формально представлено как процесс распространения теплоты от мгновенного источника С?2 с дополнительным тепловыделением, пропорциональным приращению температуры ДГ2. Дополнительное тепловыделение формально можно представить как теплоотдачу с обратным знаком. В этом легко убедиться, приравнивая q из уравнения (7.57) и -opATV

Среди нескольких способов измерения а кипящего слоя, изобретенных учеными, чрезвычайной простотой и удобством обладает метод мгновенного источника теплоты, создаваемого быстрой засыпкой в слой небольшой порции горячих частиц той же фракции, что и в кипящем слое. Непрерывно регистрируя на определенном расстоянии от такого «плоского» источника теплоты температуру и время наступления ее максимума, рассчитывают величину эффективного коэффициента температуропроводности. Таким образом, с помощью частиц, «меченных теплотой», можно охарактеризовать и интенсивность перемешивания в кипящем слое.

где Xi — расстояние от начала координат до плоского мгновенного источника. (Начало координат принимается расположенным в плоскости, проходящей через середину участка В перпендикулярно оси стержня).

Температура винта от неподвижного цилиндрического мгновенного источника тепла (состоящего из бесчисленного множества

Измерения производились по методике применения мгновенного источника тепла в колонке диаметром 200 и высотой 500 мм со сплошным днищем при атмосферном давлении газа в промежутках