Н.А. Галактионова
Промышленная экология
Учебное пособие для студентов заочного отделения / Москва: Международный независимый эколого-политологический университет, 2002
Предыдущая |
Содержание статьи:
Тема 4. Основные технологические процессы
4.5. Тепловые процессы
4.5.1. Общая характеристика тепловых процессов
Технологические процессы, скорость протекания которых определяется скоростью подвода или отвода тепла, называются тепловыми процессами, а аппаратура, предназначенная для проведения этих процессов, называется тепловой, или теплоиспользующей, аппаратурой. К тепловым процессам относятся нагревание, охлаждение, испарение и конденсация.
Нагревание — повышение температуры перерабатываемых материалов путем подвода к ним тепла.
Охлаждение — понижение температуры перерабатываемых материалов путем отвода от них тепла.
Конденсация — сжижение паров какого-либо вещества путем отвода от них тепла.
Испарение — перевод в парообразное состояние какой-либо жидкости путем подвода к ней тепла.
Частным случаем испарения является весьма широко распространенный в химической технике процесс выпаривания — концентрирования при кипении растворов твердых нелетучих веществ путем удаления жидкого летучего растворителя в виде паров.
В тепловых процессах взаимодействуют не менее чем две среды с различными температурами, при этом тепло передается самопроизвольно (без затраты работы) только от среды с большей температурой к среде с меньшей температурой.
Среда с более высокой температурой, отдающая при теплообмене тепло, называется теплоносителем, среда с более низкой температурой, воспринимающая при теплообмене тепло, называется холодильным агентом (хладоагентом).
В химической технике приходится осуществлять тепловые процессы при самых различных температурах — от близких к абсолютному нулю до нескольких тысяч градусов. Для каждого конкретного процесса, протекающего в определенном интервале температур, подбираются наиболее подходящие теплоносители и хладоагенты. Выбранные теплоносители и хладоагенты должны быть вполне химически стойкими в рабочих условиях процесса, не давать отложений на стенках аппаратов, не вызывать коррозии аппаратуры и легко транспортироваться по трубам.
Перечень наиболее распространенных в химической технике теплоносителей и хладоагентов с указанием условий их применения приведен в табл. 4.1.
Таблица 4.1.
Наиболее распространенные теплоносители (хладоагенты)
Теплоносители (хладоагенты) |
Рабочие условия в установках |
|
Температура, 0С |
Давление, атм. |
|
Азот, кислород, воздух |
До – 210 |
До 200 |
Этан, этилен, фреоны |
От – 70 до – 150 |
До 40 |
Вода |
От 0 до 100 От 100 до 374 |
1 1 – 225 |
Насыщенный водяной пар |
От 0 до 250 |
От 1 до 40 |
Дымовые (топочные) газы |
От 420 до 1000 |
1 |
Твердые теплоносители (шамот, и др) |
До 1500 |
1 |
Основной характеристикой любого теплового процесса является количество передаваемого в процессе тепла; от этой величины зависят размеры тепловой аппаратуры. Основным размером теплового аппарата является теплопередающая поверхность, или поверхность теплообмена.
Часто в процессе теплообмена нагреваемые или охлаждаемые материалы изменяют агрегатное состояние: испаряются, конденсируются, плавятся или кристаллизуются. Особенности таких процессов теплообмена заключаются в том, что тепло подводится к материалам или отводится от них при постоянной температуре и распространяется не в одной, а в двух фазах.
Предыдущая |