Общие понятия. Теплообменные процессы – нагревание, выпаривание, охлаждение, конденсация

Теплообменные процессы – нагревание, выпаривание, охлаждение, конденсация. Характерные опасности теплообменных процессов.

Теплообменные процессы

Общие понятия

Теплообмен – самопроизвольный необратимый процесс переноса теплоты от более нагретых тел (или участков тел) к менее нагретым телам.

Теплота (количество теплоты) – энергетическая характеристика процесса теплообмена, которая определяется количеством энергии, отдаваемой или получаемой телом в процессе теплообмена.

К теплообменным процессам, относятся такие технологические процессы, скорость которых определяется скоростью подвода или отвода теплоты: нагревание, испарение (в том числе выпаривание), охлаждение, конденсация. Аппараты, в которых проводят эти процессы, называют теплообменными.

Теплопередача – теплообмен между двумя теплоносителями через разде-ляющую их твердую стенку.

Теплоноситель – движущаяся среда (газ, пар, жидкость), используемая для переноса теплоты.

В процессах теплопередачи участвуют не мене двух сред (веществ) с различной температурой. Среда с более высокой температурой, отдающая при теплообмене теплоту, называется горячим теплоносителем, среда с более низкой температурой, воспринимающая теплоту, называется холодным теплоносителем или хладагентом.

Теплота может передаваться теплопроводностью, тепловым излучением и конвенцией.

Теплопроводностью называется процесс переноса тепловой энергии от более нагретых участков тела менее нагретым в результате теплового движения и взаимодействия микрочастиц. В результате теплопроводности температура тела выравнивается.

^ Тепловое излучение. Из всей лучистой энергии, которая попадает на поверхность тела, часть ее поглощается телом, часть отражается, а часть проходит через тело. В зависимости от способности тела поглощать или отражать энергию тела могут абсолютно черными (вся лучистая энергия поглощается), абсолютно прозрачные (вся падающая энергия проходить через тело), абсолютно белые (вся падающая энергия отражается телом).

В природе нет абсолютно черных, белых и прозрачных тел. В технике приходится оперировать телами, называемыми серыми.

^ Конвективный теплообмен (теплоотдача). Теплоотдачей называется процесс теплообмена между поверхностью и окружающей средой.

Интенсивность теплоотдачи характеризуется коэффициентом теплоотдачи, равным отношению плотности теплового потока на поверхности раздела температурного напора между поверхностью теплообмена и средой (теплоносителем).

Различают теплоотдачу при свободной и вынужденной конвенции.

^ Движущая сила теплообменных процессов - разность температур теплоносителей. Под воздействием этой разности теплота передается от горячего теплоносителя холодному.

Процессы теплообмена в аппаратах непрерывного действия могут осуществляться в прямотоке, перекрестном и смешанном потоках.

В процессе изучения раздела «теплообменные процессы», следует ознакомиться с основными терминами и законами теплообменных процессов, требованиями к теплоносителям и хладагентам.