V. Порядок виконання роботи. Для виконання практичної роботи отримати дозвіл керівника, після чого виконувати її в наведеній послідовності ності:

Для виконання практичної роботи отримати дозвіл керівника, після чого виконувати її в наведеній послідовності ності:

1. Виконати зовнішній огляд наявних в лабораторії теплообмінних апаратів

2. За зовнішніми ознаками визначити тип і призначення апарата. Визначити шлях руху охолоджуваної і охолоджуючої середовищ (нагрівається або нагріваючої).

3. Визначити матеріал, з якого виготовлені деталі теплообмінників.

4. Виконати ескізи деталей апаратів відповідно до вказівки керівника.

5. Скласти опис теплообмінних апаратів, використовуючи наступну схему:

а) тип і призначення теплообмінників;

б) специфікація елементів теплообмінників;

в) матеріали, з яких виготовлені деталі.

VI. Контрольні питання для перевірки знань.

1. Які існують способи передачі тепла від нагрітого тіла до

холодильника.

2. Як передається тепло через стінку.

3. Які існують способи зниження ефективності теплообмінників.

4. Як кріпляться трубки в трубних дошках.

5. Як компенсуються теплові напруги в теплообмінних апаратах.

Додаток до практичної роботи № 7

СУДНОВІ ТЕПЛООБМІННІ АПАРАТИ І УСТАНОВКИ

Загальні відомості про теплообмінних апаратах енергетичних установок суден.

Теплообмінний апарат (ТА) являє собою пристрій, призначений для нагрівання або охолодження теплоносія (води, повітря, палива, масла тощо) зі зміною і без зміни його агрегатного стану. Нагрівання одного теплоносія здійснюється за рахунок охолодження другого. Виняток становлять теплообмінники (реактори і електронагрівачі), в яких теплота виділяється в самому апараті і йде на нагрів теплоносія.

Апарати, в яких поміж теплоносіями відбувається массообмін, називають масообмінними апаратами. Апарати, в яких одночасно протікають тепло- і масообміни, називають тепло-масообмінними.

До найбільш поширених процесів, що відбуваються в суднових ТА, відносять нагрівання, охолодження, конденсацію, випарювання, дистиляцію і т. д.

Теплообмінні апарати класифікують за такими признаками:

-По організації робочого процесу - на поверхневі або змішуючого типу. У поверхневих ТА середовища обмінюються теплотою через розділяючу їх стінку, а в змішувальних - шляхом безпосереднього контакту теплоносіїв. Поверхневі апарати діляться на рекуперативні і регенеративні. У рекуперативних апаратах тепловіддача здійснюється при безперервному і одночасному русі теплоносіїв. В регенеративних апаратах теплота передається при почерговому омиванні гарячим і холодним теплоносіями теплоаккумулюючі поверхні;

-По виду теплоносія - на рідинні, коли теплообмін відбувається між рідинами, газові, коли теплота передається від гарячого газу до холодного, і газорідинні - теплота передається від рідини до газу або навпаки;

-По організації руху середовищ - з прямоточним рухом гарячого і холодного теплоносіїв в ТА, з перехресним рухом і протитечією робочих середовищ, а також на одно-, двох і багатоходові ТА (рис. 16.1);

-По конструкції - залежно від типу теплопередающей поверхні. В ТА рекуперативного типу як теплопередающей поверхні використовують круглі і оребрені труби, плоскі канали і профільні пластини;

Теплообмінні апарати, що використовуються на суднах, в залежності від. їх призначення поділяються на підігрівачі та охолоджувачі, конденсатори і випаровувачі. Підігрівники та охолоджувачі служать для підвищення або пониження температури робочих середовищ суднових установок. Так, наприклад, для зменшення в'язкості важке моторне паливо підігрівають перед подачею його до ДВС. У житлових і побутових приміщеннях судна підігрівають також для миття воду і повітря. Охолоджують мастило для двигунів або інших машин, повітря в процесі стиснення, прісну воду для охолодження головного двигуна, повітря для приміщень, коли судно перебуває в теплих кліматичних зонах.

В якості теплоносія найчастіше використовується водяна пара відносно низького тиску, а в якості охолоджуючої середовища - морська вода. Для підігрівання (або охолодження) служать в основному трубчасті теплообмінні апарати. Одна робоча середу протікає по трубах, а інша - з зовнішнього боку труб, усередині корпусу. Схема охолоджувача зображена на малюнку нижче. Гаряче масло тече по трубах, розташованим по двох стінок в корпусі, що має форму листового циліндра. За трубами йде охолоджуюча вода. Для підвищення ефективності взаємодії всіх робочих тіл потік пропускається хвилеподібно.

В конденсаторах здійснюється перехід робочого тіла з газоподібного в рідкий агрегатний стан. На судах конденсатори використовують для конденсації водяної пари у разі отримання води при замкнутому паровому циклі. Спосіб дії трубчастого парового конденсатора пояснюється на наступному малюнку. У металевому корпусі розміщені труби, через які тече забортна вода за подвійним циркуляційного контуру.

Принцип дії конденсатора.

1 - трубки; 2 - корпус; 3 - повітря; 4 - конденсат, 5 - охолоджуюча вода; 6 - відпрацьована пара.

Відпрацьована пара, що має зазвичай низький тиск (близько 0, 005 МПа), виходить з парової турбіни через великий вихідний отвір, розташований, наприклад, на паровипускному патрубку, і спрямовується до конденсатора. Точка конденсації становить 32, 55 ° С. При цій температурі теплота конденсації забирається більш холодною забортною водою. Конденсат на подальшому шляху може бути охолоджений в конденсаторі. У сучасних конденсаторах переохолодження конденсату не повинно перевищувати 0, 5 - 1, 0 ° С, так як воно тягне за собою втрати теплоти в усьому тепловому контурі, тобто і в паротурбінної установки. Наявне в конденсаторі повітря безперервно відводиться. Застосовувані в сучасних суднових енергетичних установках з паровою турбіною конденсатори мають набагато складнішу конструкцію, ніж показана на малюнку, але принцип дії однаковий.

Прісна вода особливо цінується на океанському судні, оскільки запас прісної води в спеціальних цистернах обмежений. Прісна вода використовується як для побутових, так і для технічних цілей. Крім того, необхідно компенсувати циркулюючу в паровому циклі прісну воду, частина якої під час роботи втрачається через недостатню герметичність клапанів, турбін, вентиляторів і т. д.

Для цієї мети на судах застосовують випарники. Вони служать як для отримання прісної води з морської шляхом часткового випаровування, так і для очищення прісної води з цистерн методом дистиляції. При отриманні прісної води з морської остання нагрівається до такої міри, що вона частково випаровується. Отриманий таким чином вторинний пар підводиться до конденсатора, в якому і отримують готовий продукт. Залишкова морська вода (розсіл) з великим вмістом солі викидається за борт.

На суднах з паровим двигуном в якості теплоносія в випарниках найчастіше використовується водяний пар. В дизельних енергетичних установках для підвищення ККД застосовують вакуумні випарники, обігріваються відпрацьованою водою з контуру охолодження головного двигуна. Цю воду в будь-якому випадку необхідно охолоджувати перед черговою її подачею в охолоджувальні порожнини головного двигуна. Вода віддає своє тепло випарнику, нагріваючи при цьому морську воду до 40-45 ° С. Підігріта таким чином вода в камері, де тиск досягає 0, 007-0, 008 МПа, починає частково випаровуватися, створюючи вторинний пар. В результаті конденсації вторинної пари в конденсаторі, що становить разом з випарником-генератором блок-секцію, отримують конденсат прісної води, тобто дистилят.

. Особливості суднових пластинчастих теплообмінників

У суднових системах застосовуються, в основному, кожухотрубні і пластинчасті теплообмінні апарати. Одним з найбільш «слабких» місць в системах опалення з судновими кожухотрубні паровими підогревате лями є їх надійність (частий вихід з ладу трубної системи підігрівача). Ситуація посилюється тим, що ремонт підігрівача, особливо пов'язаний із заміною трубної системи, є трудомістким процесом. Крім того, сольові відкладення в трубній системі призводять до різкого зниження теплопродуктивності теплообмінника.

Застосування пластинчастих теплообмінників замість кожухотрубних вирішує проблему лише частково, за умови поліпшення водопідготовки. Слід повсякденно стежити за станом системи опалення, негайно усуваючи дефекти і відмови. При цьому особливу увагу потрібно приділяти шляховим з'єднанням і теплообмінним апаратів системи парового опалення.

Матеріал рами - сталь, покриття - епоксидна емаль. Матеріал патрубків і пластин нержавіюча сталь АІБІ 316, титан. Матеріал прокладок-гума (нітрил - сополімер акрилонітрилу та бутадієну), який «працює» в діапазоні температур від -10 до +115 ° С.