Факторы, влияющие на теплообмен при конденсации

Поглощение энергии при испарении.

Поскольку при испарении из жидкости вылетают более быстрые молекулы, средняя кинетическая энергия оставшихся в жидкости молекул становится все меньше и меньше. Это значит, что внутренняя энергия испаряющейся жидкости уменьшает­ся. Поэтому если нет притока энергии к жидкости извне, температура испаряющейся жидкости понижается, жидкость охлаждается (именно поэтому, в частности, человеку в мокрой одежде холоднее, чем в сухой, особенно при ветре).

Однако при испарении воды, налитой в стакан, мы не замечаем понижения ее температуры. Чем это объяснить? Дело в том, что испарение в данном случае происходит медленно, и темпера­тура воды поддерживается постоянной за счет теплообмена с окружающим воздухом, из которого в жидкость поступает необходимое количество теплоты. Значит, чтобы испарение жидкости про исходило без изменения ее температуры, жидкости необходимо сообщать энергию.

Количество теплоты, которое необходимо сообщить жидкости для образования единицы массы пара при постоянной температуре, называется теплотой парообразования.

Таблица температур кипения веществ и ее зависимость от давления, технологии применения свойств кипения

Процессы кипения других жидкостей протекают аналогичным образом, что и кипение воды. Основное отличие в этих процессах составляют различные температуры кипения веществ, которые при нормальном атмосферном давлении являются уже измеренными табличными величинами. Укажем основные значения этих температур в таблице.

Вещество

Вода

100

Спирт

78

Ртуть

357

Железо

2860

Кислород

–183

Водород

–253

Интересен тот факт, что температура кипения жидкостей зависит от величины атмосферного давления, поэтому мы и указывали, что все значения в таблице приведены при нормальном атмосферном давлении. При возрастании давления воздуха возрастает и температура кипения жидкости, при уменьшении, наоборот, уменьшается.

На этой зависимости температуры кипения от давления окружающей среды основан принцип работы такого известного кухонного прибора, как скороварка (рис. 2). Она представляет собой кастрюлю с плотно закрывающейся крышкой, под которой в процессе парообразования воды давление воздуха с паром достигает значения до 2 атмосферных давлений, что приводит к увеличению температуры кипения воды в ней до . Из-за этого вода с продуктами в ней имеют возможность нагреться до температуры выше, чем обычно (), и процесс приготовления ускоряется. Из-за такого эффекта устройство и получило свое название.

Рис. 2. Скороварка (Источник)

Ситуация с уменьшением температуры кипения жидкости с понижением атмосферного давления также имеет пример из жизни, но уже не повседневной для многих людей. Относится такой пример к путешествиям альпинистов в высокогорных районах. Оказывается, что в местности, находящейся на высоте 3000–5000 м, температура кипения воды из-за уменьшения атмосферного давления снижается до  и более низких значений, что приводит к сложностям при приготовлении пищи в походах, т. к. для эффективной термической обработки продуктов в таком случае требуется значительно большее время, чем при нормальных условиях. На высотах около 7000 м температура кипения воды доходит до , что приводит к невозможности приготовления многих продуктов в таких условиях.

На том, что температуры кипения различных веществ отличаются, основаны некоторые технологии разделения веществ. Например, если рассматривать нагревание нефти, которая представляет собой сложную жидкость, состоящую из множества компонентов, то в процессе кипения ее можно будет разделить на несколько различных веществ. В данном случае, благодаря тому, что температуры кипения керосина, бензина, лигроина и мазута различны, их можно отделить друг от друга путем парообразования и конденсации при различных температурах. Такой процесс, как правило, называют разделением на фракции (рис. 3).

Рис. 3 Разделение нефти на фракции (Источник)

Компоненты сильной связности

Мы только что научились топологически сортировать ациклические графы. А что же делать с циклическими графами? В них тоже иногда требуется найти какую-то структуру.

Для этого можно ввести понятие сильной связности.

Определение. Две вершины ориентированного графа связаны сильно (англ. strongly connected), если существует путь из одной в другую и наоборот. Иными словами, они обе лежат в каком-то цикле.

Понятно, что такое отношение транзитивно: если \(a\) и \(b\) сильно связны, и \(b\) и \(c\) сильно связны, то \(a\) и \(c\) тоже сильно связны. Поэтому все вершины распадаются на компоненты сильной связности — такое разбиение вершин, что внутри одной компоненты все вершины сильно связаны, а между вершинами разных компонент сильной связности нет.

Самый простой пример сильно-связной компоненты — это цикл. Но это может быть и полный граф, или сложное пересечение нескольких циклов.

Часто рассматривают граф, составленный из самих компонент сильной связности, а не индивидуальных вершин. Очевидно, такой граф уже будет ациклическим, и с ним проще работать. Задачу о сжатии каждой компоненты сильной связности в одну вершину называют конденсацией графа, и её решение мы сейчас опишем.

Если мы знаем, какие вершины лежат в каждой компоненте сильной связности, то построить граф конденсации несложно: дальше нужно лишь провести некоторые манипуляции со списками смежности. Поэтому сразу сведем исходную задачу к нахождению самих компонент.

Лемма. Запустим dfs. Пусть \(A\) и \(B\) — две различные компоненты сильной связности, и пусть в графе конденсации между ними есть ребро \(A \to B\). Тогда\

Доказательство. Рассмотрим два случая, в зависимости от того, в какую из компонент dfs зайдёт первым.

Пусть первой была достигнута компонента \(A\), то есть в какой-то момент времени dfs заходит в некоторую вершину \(v\) компоненты \(A\), и при этом все остальные вершины компонент \(A\) и \(B\) ещё не посещены. Но так как по условию в графе конденсаций есть ребро \(A \to B\), то из вершины \(v\) будет достижима не только вся компонента \(A\), но и вся компонента \(B\). Это означает, что при запуске из вершины \(v\) обход в глубину пройдёт по всем вершинам компонент \(A\) и \(B\), а, значит, они станут потомками по отношению к \(v\) в дереве обхода, и для любой вершины \(u \in A \cup B, u \ne v\) будет выполнено \(tout_v] > tout_u\), что и утверждалось.

Второй случай проще: из \(B\) по условию нельзя дойти до \(A\), а значит, если первой была достигнута \(B\), то dfs выйдет из всех её вершин ещё до того, как войти в \(A\).

Из этого факта следует первая часть решения. Отсортируем вершины по убыванию времени выхода (как бы сделаем топологическую сортировку, но на циклическом графе). Рассмотрим компоненту сильной связности первой вершины в сортировке. В эту компоненту точно не входят никакие рёбра из других компонент — иначе нарушилось бы условие леммы, ведь у первой вершины \(tout\) максимальный . Поэтому, если развернуть все рёбра в графе, то из этой вершины будет достижима своя компонента сильной связности \(C^\prime\), и больше ничего — если в исходном графе не было рёбер из других компонент, то в транспонированном не будет ребер в другие компоненты.

После того, как мы сделали это с первой вершиной, мы можем пойти по топологически отсортированному списку дальше и делать то же самое с вершинами, для которых компоненту связности мы ещё не отметили.

vectorint> gmaxn], tmaxn];
vectorint> order;
bool usedmaxn];
int componentmaxn];
int cnt_components = ;

// топологическая сортировка
void dfs1(int v) {
    usedv = true;
    for (int u  gv]) {
        if (!usedu]) 
            dfs1(u);
    order.push_back(v);
}

// маркировка компонент сильной связности
void dfs2(int v) {
    componentv = cnt_components;
    for (int u  tv])
        if (cnt_componentsu == )
            dfs2(u);
}


// в содержательной части main:

// транспонируем граф
for (int v = ; v  n; v++)
    for (int u  gv])
        tupush_back(v);

// запускаем топологическую сортировку
for (int i = ; i  n; i++)
    if (!usedi])
        dfs1(i);

// выделяем компоненты
reverse(order.begin(), order.end());
for (int v  order)
    if (componentv == )
        dfs2(v);

TL;DR:

  1. Сортируем вершины в порядке убывания времени выхода.
  2. Проходимся по массиву вершин в этом порядке, и для ещё непомеченных вершин запускаем dfs на транспонированном графе, помечающий все достижимые вершины номером новой компонентой связности.

После этого номера компонент связности будут топологически отсортированы.

Физика

§ 20. Удельная теплота парообразования и конденсации

Кипение, как мы видели, тоже испарение, только сопровождается оно быстрым образованием и ростом пузырьков пара. Очевидно, что во время кипения необходимо подводить к жидкости определённое количество теплоты. Это количество теплоты идёт на образование пара. Причём различные жидкости одной и той же массы требуют разное количество теплоты для обращения их в пар при температуре кипения.

Опытами было установлено, что для испарения воды массой 1 кг при температуре 100 °С требуется 2,3 • 106 Дж энергии. Для испарения эфира массой 1 кг, взятого при температуре 35 °С, необходимо 0,4 • 106 Дж энергии.

Следовательно, чтобы температура испаряющейся жидкости не изменялась, к жидкости необходимо подводить определённое количество теплоты.

Физическая величина, показывающая, какое количество теплоты необходимо, чтобы обратить жидкость массой 1 кг в пар без изменения температуры, называется удельной теплотой парообразования.

Удельную теплоту парообразования обозначают буквой L. Её единица — 1 Дж/кг.

Опытами установлено, что удельная теплота парообразования воды при 100 °С равна 2,3 • 106 Дж/кг. Иными словами, для превращения воды массой 1 кг в пар при температуре 100 °С требуется 2,3 • 106 Дж энергии. Следовательно, при температуре кипения внутренняя энергия вещества в парообразном состоянии больше внутренней энергии такой же массы вещества в жидком состоянии.

Таблица 6.
Удельная теплота парообразования некоторых веществ (при температуре кипения и нормальном атмосферном давлении)

Соприкасаясь с холодным предметом, водяной пар конденсируется (рис. 25). При этом выделяется энергия, поглощённая при образовании пара. Точные опыты показывают, что, конденсируясь, пар отдаёт то количество энергии, которое пошло на его образование.

Рис. 25. Конденсация пара

Следовательно, при превращении 1 кг водяного пара при температуре 100 °С в воду той же температуры выделяется 2,3 • 106 Дж энергии. Как видно из сравнения с другими веществами (табл. 6), эта энергия довольно велика.

Освобождающаяся при конденсации пара энергия может быть использована. На крупных тепловых электростанциях отработавшим в турбинах паром нагревают воду.

Нагретую таким образом воду используют для отопления зданий, в банях, прачечных и для других бытовых нужд.

Чтобы вычислить количество теплоты Q, необходимое для превращения в пар жидкости любой массы, взятой при температуре кипения, нужно удельную теплоту парообразования L умножить на массу m:

Q = Lm.

Из этой формулы можно определить, что

m = Q / L, L = Q / m

Количество теплоты, которое выделяет пар массой т, конденсируясь при температуре кипения, определяется по той же формуле.

Пример. Какое количество энергии требуется для превращения воды массой 2 кг, взятой при температуре 20 °С, в пар? Запишем условие задачи и решим её.

Вопросы

  1. На что расходуется энергия, подводимая к жидкости при кипении?
  2. Что показывает удельная теплота парообразования?
  3. Как можно показать на опыте, что при конденсации пара выделяется энергия?
  4. Чему равна энергия, выделяемая водяным паром массой 1 кг при конденсации?
  5. Где в технике используют энергию, выделяемую при конденсации водяного пара?

Упражнение 16

  1. Как надо понимать, что удельная теплота парообразования воды равна 2,3 • 106 Дж/кг?
  2. Как надо понимать, что удельная теплота конденсации аммиака равна 1,4 • 106 Дж/кг?
  3. У какого из приведённых в таблице 6 веществ при обращении из жидкого состояния в пар внутренняя энергия увеличивается больше? Ответ обоснуйте.
  4. Какое количество энергии требуется для обращения воды массой 150 г в пар при температуре 100 °С?
  5. Какое количество энергии нужно затратить, чтобы воду массой 5 кг, взятую при температуре 0 °С, довести до кипения и испарить её?
  6. Какое количество энергии выделит вода массой 2 кг при охлаждении от 100 до 0 °С? Какое количество энергии выделится, если вместо воды взять столько же пара при 100 °С?

Задание

  1. По таблице 6 определите, у какого из веществ при обращении из жидкого состояния в пар внутренняя энергия увеличивается сильнее. Ответ обоснуйте.
  2. Подготовьте доклад на одну из тем (по выбору).
  3. Как образуется роса, иней, дождь и снег.
  4. Круговорот воды в природе.
  5. Литьё металлов.

Скорость — конденсация — пар

Скорость конденсации пара может быть определена по формуле ( 19) только в условиях высокого вакуума. Как показали опыты, в этих условиях теплота фазового превращения полностью отводится от участков поверхности, на которых происходит образование твердой фазы.

РЗ скорость конденсации паров в ловушке будет равна нулю.

Изменение скорости конденсации пара при уменьшении угла между направлением потока пара и плоским экраном, объясняется главным образом испарением молекул пара от экрана вследствие спонтанного распада кристаллов сублимационного льда. Чем выше вакуум, тем меньше спонтанное испарение, и скорость конденсации пара почти не изменяется с изменением угла поворота экрана.

Для определения скорости конденсации паров по уравнению (1.16) необходимо знать изменение парциального давления паров во времени р ( т), так как конденсация сопровождается непрерывным изменением давления пара в смеси.

Id -, скорость конденсации пара на поверхности капель, выражаемую уравнением (1.67), и скорость изменения температуры dT / d

Другими словами, скорость конденсации пара в этом случае неоднозначно определяется общим давлением.

Уравнение (1.27) позволяет рассчитывать скорость конденсации паров на поверхности котельных труб, расположенных в температурной области ненасыщенного пара, на основе данных по теплообмену и коэффициента диффузии парогазовой смеси для данного конкретного случая.

Было установлено, что скорость конденсации пара при одном и том же общем давлении и прочих равных условиях, но при разном составе паро-воздушной смеси имеет неодинаковые значения.

Была предпринята попытка оценить скорость конденсации паров Na2SO4 на трубах при входе в ширмы котла ПК-38, если в нем будет сжигаться березовсюий уголь с высокой концентрацией щелочей в золе. При содержании Na2O K2O в угле, равном 8 %, и зольности А / 74 7 % в 1 кг угля содержится 3 8 г NaaO K O. От сжигания 1 кг угля при избытке воздуха ат 1 25 образуется около 6 нм3 дымовых газов.

Таким образом, на скорость конденсации пара в твердое состояние в отсутствие вынужденного движения газа оказывает влияние отражение молекул неконденсирующегося газа от поверхности льда с недостающей энергией и адсорбция молекул пара на молекулах газа, а также длина среднего свободного пробега молекул пара в газе.

Если сравнить степень возрастания скорости конденсации пара при наличии неподвижного газа и в случае вынужденного движения при прочих равных условиях, то оказывается, что конденсация происходит с большей скоростью в случае вынужденного движения газа при одинаковых парциальных давлениях пара ( фиг. Интенсивный рост скорости конденсации в неподвижном газе обусловлен циркуляционным движением неконденсирующегося газа в объеме конденсатора, в основе которого лежит механизм отражения молекул газа г / и от поверхности сублимационного льда. Возрастание характеристики в случае движущегося газа обусловлено новым движением, получающимся при наличии циркуляционного движения и вынужденного движения газа, создаваемого внешними силами. При конденсации пара в жидкость при вынужденном движении воздуха также растет скорость процесса с увеличением скорости движения газа. Однако такой рост наблюдается только при скоростях движения воздуха, несравнимо больших, чем при конденсации пара в твердое состояние.

С учетом влияния стефановского потока100 скорость конденсации пара на поверхности капли увеличивается.

При выборе конденсатоотводчиков необходимо знать скорость конденсации пара в системе, т.е. массу конденсата, образующегося в системе в единицу времени. Для различных паровых систем и типов оборудования имеются методики, позволяющие ориентировочно определить скорость образования в них конденсата.

Экспериментальные исследования показали, что скорость конденсации пара в твердое состояние зависит и от природы газа. При этом оказывается, что скорость конденсации пара в присутствии водорода больше, чем в присутствии воздуха. В дальнейшем было установлено, что чем легче газ и больше его тепловая скорость ( а также и скорость вынужденного движения), тем больше скорость конденсации пара. Однако интенсивность конденсации не подчиняется этой закономерности. Экспериментальные исследования показали, что максимальная интенсивность процесса конденсации получается как раз с более тяжелыми и менее подвижными газами.

Первое слагаемое в правой части выражает скорость конденсации пара на поверхности труб, второе — скорость конденсации на поверхности частиц аэрозоля ( летучей золы), третье — скорость перехода пара в жидкое состояние в результате образования зародышей.

Скорость испарения жидкости.

В отличие от кипения, испарение происходит при любой темпе­ратуре, однако с повышением температуры жидкости скорость испарения возрастает. Чем выше температура жидкости, тем больше быстро движущихся молекул имеет достаточную кинетичес­кую энергию, чтобы преодолеть силы притяжения соседних частиц и вылететь за пределы жид­кости, и тем быстрее идет испарение.

Скорость испарения зависит от рода жидкости. Быстро испаряются летучие жидкости, у кото­рых силы межмолекулярного взаимодействия малы (например, эфир, спирт, бензин). Если кап­нуть такой жидкостью на руку, мы ощутим холод. Испаряясь с поверхности руки, такая жид­кость будет охлаждаться и отбирать у нее некоторое количество теплоты.

Скорость испарения жидкости зависит от площади ее свободной поверхности. Это объясняется тем, что жидкость испаряется с поверхности, и чем больше площадь свободной поверхности жид­кости, тем большее количество молекул одновременно вылетает в воздух.

В открытом сосуде масса жидкости вследствие испарения постепенно уменьшается. Это свя­зано с тем, что большинство молекул пара рассеивается в воздухе, не возвращаясь в жидкость (в отличие от того, что происходит в закрытом сосуде). Но небольшая часть их возвращается в жидкость, замедляя тем самым испарение. Поэтому при ветре, который уносит молекулы пара, испарение жидкости происходит быстрее.

Теплопроводность водяного пара при высоких температурах

В таблице приведены значения теплопроводности диссоциированного водяного пара в размерности Вт/(м·град) при температурах от 1400 до 6000 K и давлении от 0,1 до 100 атм.

По данным таблицы, теплопроводность водяного пара при высоких температурах заметно увеличивается в области 3000…5000 К. При высоких значениях давления максимум коэффициента теплопроводности достигается при более высоких температурах.

Будьте внимательны! Теплопроводность в таблице указана в степени 103. Не забудьте разделить на 1000!

  1. Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи.
  2. Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей.

Конденсация на горизонтальных пластинах

 

Пар заходит в аппарат и распределяется по пакету горизонтальных гофрированных пластин.

В сечении канал выглядит следующим образом:

Нижняя полуволна затапливается конденсатом поэтому пар походя между зеркалом конденсата и верхним гребнем «подхватывает» некоторый объем конденсата и разгоняет его. Так как капля конденсата имеет инерционность несопоставимо выше молекул пара, то не поворачивает вместе с потоком, а ударяясь в верхнюю волну рассыпается.

С учетом масштабного фактора – длина волны гофры 15мм – процесс носит характер высокочастотный. То есть это не удары как на недренированном паропроводе, а «щелчки» и шум. Опасность этого шума в ускоренной эрозии пластин.

Описание протекания процесса кипения на примере кипения воды

Сравним два вида парообразования между собой. Процесс кипения более интенсивен, чем процесс испарения. Кроме того, как мы помним, процесс испарения протекает при любой температуре выше температуры плавления, а процесс кипения – строго при определенной температуре, которая является различной для каждого из веществ и называется температурой кипения. Еще следует отметить, что испарение происходит только со свободной поверхности жидкости, т. е. с области, разграничивающей ее с окружающими газами, а кипение – сразу со всего объема.

Более подробно рассмотрим протекание процесса кипения. Представим ситуацию, с которой многие из нас неоднократно сталкивались, – это нагревание и кипячение воды в некотором сосуде, например, в кастрюле. В ходе нагревания воде будет передаваться определенное количество теплоты, что будет приводить к увеличению ее внутренней энергии и увеличению активности движения молекул. Этот процесс будет протекать до определенного этапа, пока энергия движения молекул не станет достаточной для начала кипения.

В воде присутствуют растворенные газы (или другие примеси), которые выделяются в ее структуре, что приводит к так называемому возникновению центров парообразования. Т. е. именно в этих центрах начинает происходить выделение пара, и по всему объему воды образовываются пузырьки, которые наблюдаются при кипении

Важно понимать, что в этих пузырьках находится не воздух, а именно пар, который образовывается в процессе кипения. После образования пузырьков количество пара в них растет, и они начинают увеличиваться в размерах

Зачастую, изначально пузырьки образуются вблизи стенок сосуда и не сразу поднимаются на поверхность; сначала они, увеличиваясь в размерах, оказываются под воздействием нарастающей силы Архимеда, а затем отрываются от стенки и поднимаются на поверхность, где лопаются и высвобождают порцию пара.

Стоит отметить, что далеко не сразу все пузырьки пара достигают свободной поверхности воды. В начале процесса кипения вода прогрета еще далеко не равномерно и нижние слои, вблизи которых происходит непосредственно процесс теплопередачи, еще горячее верхних, даже с учетом процесса конвекции. Это приводит к тому, что поднимающиеся снизу пузырьки пара схлопываются из-за явления поверхностного натяжения, еще не доходя до свободной поверхности воды. При этом пар, который находился внутри пузырьков, переходит в воду, тем самым дополнительно нагревая ее и ускоряя процесс равномерного прогрева воды по всему объему. В результате, когда вода прогревается практически равномерно, почти все пузырьки пара начинают достигать поверхности воды и начинается процесс интенсивного парообразования.

Важно выделить тот факт, что температура, при которой проходит процесс кипения, остается неизменной даже в том случае, если увеличивать интенсивность подвода тепла к жидкости. Простыми словами, если в процессе кипения прибавить газ на конфорке, которая разогревает кастрюлю с водой, то это приведет только к увеличению интенсивности кипения, а не к увеличению температуры жидкости

Если углубляться более серьезно в процесс кипения, то стоит отметить, что в воде возникают области, в которых она может быть перегрета выше температуры кипения, но величина такого перегрева, как правило, не превышает одного-пары градусов и незначительна в общем объеме жидкости. Температура кипения воды при нормальном давлении составляет 100°С.

В процессе кипения воды можно заметить, что он сопровождается характерными звуками так называемого бурления. Эти звуки возникают как раз из-за описанного процесса схлопывания пузырьков пара.

Конденсация на вертикальных пластинах

Процесс идентичен аналогичному на вертикальных кожухотрубных теплообменниках. Пар конденсируется на пластине, образуется водяная пленка которая по мере продолжающейся конденсации утолщается. Как правило, при правильном регулировании (запиранием конденсата), скорости пара недостаточно для отрыва стекающей пленки и пленка растет вплоть до полного перекрытия канала (черная черта на эскизе). Далее аппарат работает в режиме охлаждения конденсата. Это позволяет при ходе «змейкой» организовывать противоток и эффективно понижать температуру конденсата ниже +100грд.С, что исключает вторичное вскипание перегретого конденсата после конденсатоотводчика и/или регулятора.

Правильное регулирование

Любой аппарат бессилен при неправильной системе регулирования.

Управление путем дросселирования конденсата (левая картинка) оправдывает себя на коротких пластинах или на горизонтальных кожухотрубных аппаратах. Так как управлять уровнем затопления в таких ситуациях сложно, то в общем других способов и не остается. Надо отметить при этом, что фактически регулирование заключается в снижении плотности поступаемого пара. Соответственно растут скорости – скоростного напора пара уже достаточно для отрыва от конденсатной пленки отдельных капель – появляются щелчки. Конденсат отводится сразу по мере его возникновения в перегретом состоянии – идет процесс вскипания вторичного пара после поплавковых конденсатоотводчиков.

В случае длинных пластин или вертикальных кожухотрубных аппаратов управление возможно эффективно осуществлять затапливая «лишнюю» площадь. При этом пластинчатый теплообменник работает на паре номинального давления (нет предварительного дросселирования), то есть в номинальном режиме согласно ОЛ (часто забывают, что регулятор «съедает» от 0,5 до 1,5 атм давления в питающем трубопроводе). При этом на затопленной площади идет процесс переохлаждения конденсата. Конденсатоотводчик обычно оставляют в схеме как элемент безопасности в случае сбоев автоматики. Зачастую добавляют уровнемер который, впрочем, не несет практической нагрузки.

Ремарка 1. Если рассматривать регуляторы теплообменного оборудования в двух системах, то в первой регулятор стараются взять с наибольшей пропускной способностью, чтобы на номинальном режиме избежать потерь мощности. То есть в номинальном режиме перепад желателен не более 0,5 бар. Во втором случае регулятор обязан «погасить» всё избыточное давление пара, то есть для номинального режима перепад составляет 3…4 бар.

Пример нужно регулировать мощность парового водонагревателя. Согласно расчету теплообменника требуется 22,5 тонны пара в час при давлении 5 ати.

Kv 800 соответствует односедельному клапану Ду300. При выборе клапана с меньшим Ду – теплообменный аппарат снизит мощность.

Если мы подбираем регулятор для затопления теплообменника, то расчет будет выглядеть следующим образом:

Kv 16 соответствует односедельному клапану Ду32.

Кроме того значительно снижается шумность от дросселирования.

Ремарка 2. Дросселируя пар снижается его плотность – растет скорость. Рост скорости приводит у резкому (квадратично) росту энергии у разгоняемых частиц. Это увеличивает эрозионную нагрузку на аппарат, что может привести к его разрушению.

Ссылка на основную публикацию