Презентация к уроку по теме:"Виды теплоносителей"

Что такое теплоноситель?

Рабочие среды, которые нагреваются или охлаждаются в процессе теплообмена, называются теплоносителями .

Важнейшие условия, от которых зависит выбор теплоносителя

• допускаемая температура нагревания или охлаждения теплоносителя и возможность ее регулирования;
• упругость пара при принятой температуре и термическая устойчивость;
• физические свойства, влияющие на теплообмен;
• токсичность и химическая активность;
• доступность и стоимость;
• безопасность при нагревании.

Что относят к теплоносителям?

К наиболее распространенным теплоносителям относятся водяной насыщенный пар, воду, продукты сгорания топлива, воздух, дисперсные среды, высокотемпературные жидкости и их пары, жидкие металлы.

Водяной пар

Часто применяется как греющая среда в стационарно установленных аппаратах различного назначения. Его можно транспортировать по трубопроводам на расстояние до нескольких сот метров. При нагревании паром в широких пределах и с достаточной степенью точности можно регулировать температурный режим путем изменения давления пара методом дросселирования без увлажнения или с увлажнением. Пар доступен, нетоксичен, относительно дешев, особенно если в теплообменных аппаратах используется пар, уже частично отработавший в каких-либо энергетических установках (в паровых турбинах, молотах, прессах, поршневых двигателях).

Достоинства водяного пара

1) благодаря малой плотности пара он перемещается с большими скоростями, вследствие чего требуются меньшие диаметры теплопроводов, чем при водяном отоплении, поэтому стоимость теплопроводов в системах парового отопления ниже, чем в системах водяного ото­пления;

2) больший коэффициент теплоотдачи от пара к стен­кам отопительного прибора (за счет высокой величины скрытой теплоты фазового превращения), благодаря этому и высокой температуре пара площадь поверхно­сти отопительных приборов в системах парового отопле­ния приблизительно на 25—30 % меньше, чем в систе­мах водяного отопления;

3) быстрый прогрев помещений и выключение систе­мы из работы;

4) возможность использовании систем отоплении зданиях повышенной этажности вследствие малой плот­ности пара.

Недостатки водяного пара

• 1) невозможность центрального качественного регу­лирования (изменения температуры теплоносителя) по­дачи теплоты, вследствие чего в помещении трудно поддерживать постоянную и равномерную температуру; обеспечение постоянной температуры достигается пу­тем периодического выключения системы (регулирова­ние «пропусками»), что неудобно в эксплуатации;
• 2) загрязнение воздуха продуктами сухой возгонки (разложения) органической пыли, оседающей на по­верхность отопительных приборов;
• 3) большие теплопотери паропроводов;
• 4) сокращение срока службы паропроводов в резуль­тате попадания воздуха в систему при периодическом ее отключении, вызывающего интенсификацию корро­зии, особенно конденсатопроводов.

Горячая вода

Горячая вода как греющий теплоноситель получила большое распространение в системах теплоснабжения, а также для технологических потребителей предприятий железнодорожного транспорта и промышленности. Предварительно вода нагревается в водогрейных котлах, в теплофикационных установках ТЭЦ, в паровых котельных, на центральных тепловых пунктах или в теплообменных аппаратах непосредственно у потребителя. В первом случае для подогрева воды используется натуральное топливо, во втором – пар из отборов паровых турбин и непосредственно от парогенераторов. В последнее время широко внедряются методы подогрева воды при прямом или косвенном использовании вторичных энергетических ресурсов, например отходящих газов промышленных печей, парогенераторов, отработавшего пара молотов, прессов, воды из системы охлаждения металлических конструкций печей, двигателей, компрессоров. Вода доступна, дешева, не токсична, может транспортироваться на далекие расстояния.

Продукты сгорания топлива

Продукты сгорания топлива используются как первичный теплоноситель в парогенераторах, водогрейных котлах, теплогенераторах для нагревания высокотемпературных теплоносителей, в сушильных установках, промышленных печах разного назначения и других теплообменных устройствах. Во многих отраслях промышленности и стационарной транспортной энергетике в качестве теплоносителя могут служить уходящие газы высокотемпературных технологических процессов, например промышленных печей, газотурбинных и поршневых двигателей. Использование продуктов сгорания в качестве греющей среды дает возможность нагреть другой теплоноситель до высокой температуры или создать большой температурный напор между греющей и нагреваемой средами.

Воздух

Обладает большинством недостатков, свойственных продуктам сгорания топлива. При высоких температурах и одинаковых условиях движения у воздуха меньше коэффициент теплообмена с поверхностью, чем у газовой излучающе-поглощающей среды. В то же время воздух доступен, не токсичен, не взрывоопасен, не горит, но кислород воздуха является компонентом горения в топках парогенераторов, газотурбинных установок, в поршневых двигателях, промышленных печах. Воздух используется в системах отопления, вентиляции и кондиционирования, в рефрижераторных и стационарных холодильных установках.

Электроэнергия

Используется в электронагревательных установках. Этот способ нагрева отличается от других способов целым рядом преимуществ: быстротой включения в работу и доведения режима нагрева до необходимого уровня температур, простотой регулирования температурного режима и равномерностью нагрева, возможностью герметизации рабочей зоны, лучшими условиями труда, компактностью электрических нагревателей. При разных способах электрического нагрева в рабочем пространстве аппарата можно создать и поддерживать как низкий (50–100°С), так и высокий (3000 °С) уровень температур.

Спасибо за внимание!

Используемая литература: http://vse-lekcii.ru/zheleznodorozhnyj-transport/hladotransport/harakteristika-teplonositelej