Охлаждающие агенты и способы охлаждения. Конденсация

Для охлаждения рабочей среды до температуры 10... 30 “С наи­более широко применяют воду и воздух. Вода имеет более высо­кие значения теплоемкости и коэффициента теплоотдачи, чем воздух. В зависимости от времени года и климатических условий температура воды природных водоемов достигает 12...25 °С, а ар­тезианская вода имеет температуру 4...5 °С.

На предприятиях вводится система водооборота, которая по­зволяет сократить в целях экономии потребление воды из внешних источников и уменьшить сброс загрязненной воды в водоемы.

Оборотную воду из теплообменных устройств охлаждают в гра­дирнях — башнях с размещенным внутри слоем насадки, по ко­торой стекает вода. За счет частичного испарения вода охлаждает­ся в потоке движущегося противотоком воздуха и снова использу­ется в качестве охлаждающего агента. Оборотная вода в летних условиях имеет температуру около 30 °С, что учитывается при про­ектировании и эксплуатации технологического оборудования.

При использовании атмосферного воздуха в качестве охлажда­ющего агента в градирнях и теплообменных аппаратах с оребренными трубками осуществляют его принудительную циркуляцию с помощью вентиляторов. Преимущества воздуха обусловлены его доступностью и тем, что он практически не загрязняет наружную поверхность охлаждаемых трубок. К его недостаткам следует отне­сти сравнительно низкий коэффициент теплоотдачи и небольшую удельную теплоемкость, вследствие чего требуемый массовый рас­ход воздуха должен быть значительным.

Лед применяют для охлаждения рабочей среды до температуры 0 °С. Если ко льду или к снегу добавить кристаллическую поварен­ную соль (NaCl), то температура таяния этой смеси будет ниже 0 °С. Наиболее низкую температуру смеси (-21, 2 °С) можно полу­чить при содержании соли около 29 %.

В качестве промежуточных хладагентов в холодильной технике используют рассолы NaCl и СаС1₂.

Для охлаждения до температуры ниже 0 °С применяют такие хладагенты, как аммиак и хладоны, имеющие низкую температуру кипения.

Конденсация паров и газов в химической промышленности осуществляется путем их охлаждения. Данный процесс использу­ется при выпаривании растворов, ректификации, сушке и др. Объем получаемого конденсата примерно в 1000 раз меньше объема ис­ходного конденсируемого пара, в результате чего при проведении этого процесса создается значительное разрежение.

В зависимости от свойств и назначения конденсируемых про­дуктов процесс проводится в конденсаторах смешения или по­верхностных конденсаторах. В конденсаторах смешения отработан­ные пары смешиваются с водой, подаваемой для охлаждения пара, конденсируются, а затем выбрасываются в канализацию. Конст­рукции этих аппаратов будут рассмотрены далее. В поверхностных конденсаторах теплообмен происходит через поверхность, что по­зволяет удалять получаемый конденсат и охлаждающую воду раз­дельно.

Контрольные вопросы

1. Какими соображениями необходимо руководствоваться при выбо­ре теплоносителя?

2.Перечислите достоинства водяного пара как теплоносителя. Каковы особенности его применения?

3.В чем преимущества и недостатки нагревания с помощью дымовых газов?

4.Какие высокотемпературные теплоносители вам известны?

5.Какими способами осуществляется нагревание с помощью элект­рического тока?

6.Какие охлаждающие агенты применяются для охлаждения до тем­пературы Ю...30°С? Каковы их характеристики?

Глава 14