Поверхностном теплообменнике

В случае поверхностного прозвучи-вания приемный преобразователь уста-~ навливают на расстоянии / ог излучающего, на одну сторону контролируемого изделия (ркс. 109, в). При поверхностном прозвучивании и продольном профилировании связь между измеренной скоростью ст и скоростью с при сквозном прозвучивании определяют- по формуле

7. Определение «мертвого» времени (время распространения сигнала в преобразователях и электрическом тракте прибора) при поверхностном прозвучивании произвести в следующем порядке:

При поверхностном прозвучивании с постоянной базой преобразователи с фиксированным расстоянием / между ними устанавливают на одну из сторон ОК (рис. 4.26, в). Дефекты регистрируют по изменению амплитуды принятого импульса или времени его прохождения.

При поверхностном прозвучивании выявляют в основном поверхностные дефекты (структурные разрушения коррозионного характера, поверхностные трещины и т.п.).

при поверхностном прозвучивании, очень малая длительность РШХ. Уникальная особенность этих преобразователей - возможность работы как продольными, так и поперечными волнами, причем коммутация волн реализуется электронным способом. Это удобно, например, для измерения упругих постоянных материала (Е, G и v), которые вычисляют по измеренным скоростям распространения продольных и поперечных волн (см. разд. 7.5.5). Недостаток преобразователей с СТК - низкий коэффициент передачи, ухудшающийся с ростом частоты (см. разд. 2.5.1).

Для оценки прочности пользуются УЗ-методами прохождения с импульсным и непрерывным (последним только при использовании нелинейных эффектов) излучением при сквозном и поверхностном прозвучивании ОК (см. разд. 4.14.2), а также реверберационно-сквозным (РСкв) методом и интегральным методом собственных колебаний.

При поверхностном прозвучивании с постоянной базой приемный преобразователь устанавливают на фиксированном расстоянии / от излучающего по одну сторону контролируемого изделия (см. рис. 4.26, в).

При поверхностном прозвучивании и продольном профилировании связь между измеренной скоростью си и скоростью С{ при сквозном прозвучивании определяют по формуле [249]

Для измерения рассмотренным способом фирмой АКС разработан прибор "Мультиметр-1102". Его применяют при сквозном и поверхностном прозвучивании на базе от 5 мм до 2 м. Диапазон частот от 30 до 150 кГц, диапазон измеряемых скоростей - от 1000 до 10000 м/с.

При поверхностном прозвучивании с постоянной базой приемный преобразователь устанавливают на расстоянии / от излучающего, на одну сторону контролируемого изделия (рис. 94, в). При поверхностном прозвучивании и продольном профилировании связь между измеренной скоростью с„ и скоростью с при сквозном прозвучивании определяют по формуле

В зависимости от задач и типа конструкций используют разные способы прозвучивания. Сквозное прозву-чивание (амплитудный и временной теневой методы) эффективно при толщинах бетона до 500 мм. При поверхностном прозвучивании выявляют в основном поверхностные дефекты (структурные разрушения коррозионного характера, поверхностные трещины и т.п.).

На рис. 5-9 представлена схема системы технического кондиционирования газов на танкерах типа «Крым». Дымовые котельные газы с температурой 120--160°С поступают сначала в первый циклонно-пенный аппарат (ЦПА), в котором при высоком коэффициенте орошения (В„ = 8 -т- 12) происходит их охлаждение до температуры 35 °С при расчетной температуре забортной воды 28 °С. Степень очистки от сажи и сернистых соединений достигает 95—97%. Охлажденные и очищенные газы поступают далее во второй ЦПА, в котором при непосредственном контакте с 39—42 %-ным раствором хлористого лития происходит их осушка до относительной влажности не более 40 % при температуре 35 "С. После газодувок для снижения температуры газов (до 45 °С и ниже) установлены поверхностные теплообменники. Регенерацию раствора хлористого лития производят в третьем циклонно-пенном аппарате. Раствор предварительно нагревают паром до 100—105 °С в поверхностном теплообменнике, а затем пропускают через ЦПА, в котором при непосредственном контакте с прокачиваемым через аппарат воздухом происходит удаление влаги из раствора. Насыщенный раствор стекает в цистерну, а увлажненный воздух удаляется в атмосферу. Нейтральный газ подается в танки судна.

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.

Процесс подогрева газов в поверхностном теплообменнике изображается вертикальной линией d = const, поскольку влагосодержание газов при этом не изменяется (линия DA на рис. 1-10).

DA — .нагрев газов в поверхностном теплообменнике; AL—'Охлаждение газов в контактном экономайзере при противотоке теплоносителей и температуре воды ниже точки росы; AM — то же при начальной температуре воды ниже, а конечной температуре воды выше точки росы; Л/С —то же при температуре воды выше точки росы; AN — охлаждение газов в контактном экономайзере при прямотоке теплоносителей и начальной температуре воды ниже, а конечной температуре выше точки росы.

DA — нагрев газов в поверхностном теплообменнике; ADB — охлаждение газов в поверхностном теплообменнике до точки росы; ARC — то же до температуры ниже точки росы; AL — охлаждение газов в контактном экономайзере при противотоке теплоносителей и температуре воды ниже точки росы; А М — то же при начальной температуре воды ниже, а конечной температуре воды выше точки росы; А К — то же при температуре воды выше точки росы; AN — охлаждение газов в контактном экономайзере при прямотоке теплоносителей и начальной температуре воды ниже, а конечной температуре выше точки росы.

Напомним лишь, что процессы подогрева и охлаждения газов в поверхностном теплообменнике изображаются вер-

ных теплообменниках могут быть, в принципе, достигнуты те же параметры уходящих газов, что и в контактных экономайзерах. Процессы охлаждения газов в поверхностных и контактных теплообменниках существенным образом отличаются друг от друга. В поверхностном теплообменнике охлаждение газов происходит сначала при постоянном влагосодержании d=const (прямая АК на рис. 1-2). После достижения газами 100 %-ной относительной влажности (на /—of-диаграмме— после пересечения с кривой ф=100 %) начинается процесс осушения газов путем конденсации из них водяных паров (кривая KL). Точка К, лежащая на пересечении прямой d = const и граничной кривой ф=100%, называется точкой росы. Анализ процесса охлаждения газов в поверхностном теплообменнике показывает, что конденсация водяных паров из газов начинается только после достижения ими точки росы €>

Механизм тепло- и массообмена в контактном экономайзере при соприкосновении горячих дымовых газов (ненасыщенной парогазовой смеси) с холодной водой весьма сложен. Здесь одновременно происходят процессы конвективного теплообмена, диффузии, теплообмена при изменении агрегатного состояния и теплопроводности. Движущей силой этих процессов являются разность не только температур газов и воды, но и парциальных давлений водяных паров в дымовых газах (парогазовой смеси) и у поверхности воды. Коэффициент теплообмена от газов к воде в контактном экономайзере и от газов к поверхности нагрева в конденсационном поверхностном теплообменнике существенно выше (при одинаковой скорости газов и других равных условиях), чем при «сухом», т. е. чисто конвективном, теплообмене. Необходимо подчеркнуть, что это увеличение может быть весьма значительным в связи с высокой интенсивностью «мокрого» теплообмена.

Стремление создать водонагревательные установки с контактным принципом нагрева воды, с использованием его больших преимуществ, но стабильно гарантирующие высокое качество воды и пригодность ее для любых потребителей, вполне оправданно. Все эти установки работают по двухступенчатой (двухконтурной) схеме, согласно которой вода, контактировавшая с дымовыми газами, к потребителю не поступает, а служит промежуточным теплоносителем, нагревающим водопроводную воду в том или ином водо-водяном поверхностном теплообменнике. Первым объектом, где была опробована эта схема, является Горьковский молокозавод, на котором был установлен контактный экономайзер ЭКБ-1 в комплекте с серийно выпускаемым скоростным водо-водяным подогревателем. Установка нагревала воду для технологических нужд завода [49].

В последнее время предложены новые технические решения, позволяющие с помощью трехконтурной схемы нагреть воду в контактно-поверхностном теплообменнике до более высокой температуры. Речь идет о схемах, применяющих в качестве нагреваемого дымовыми газами теплоносителя не воду (или не только воду), а водные растворы бромистого лития и хлористого кальция, имеющие более высокие температуру кипения, точку росы и температуру мокрого термометра. Таким образом, дымовые газы при прямом контакте с водными растворами бромистого лития и хлористого кальция могут нагреть их до более высокой температуры.

Контактная часть разработанной этими исследователями установки состоит из двух последовательно установленных контактных экономайзеров. В первый поступают наиболее горячие газы непосредственно из котла, навстречу им стекает по насадке раствор бромистого лития или хлористого кальция, который при этом нагревается и полученную в контактной камере теплоту в поверхностном теплообменнике отдает воде, циркулирующей в системе отопления, либо воде, прошедшей ХВО и направляемой в деаэратор. Охлажденные в I ступени газы поступают во II ступень, где охлаждаются водой также в слое насадки. Нагретая вода служит теплоносителем для предварительного нагрева воды системы горячего водоснабжения либо подается на ХВО котельной.