Сосуд для нагрева воздуха

Проточные нагреватели (циркуляционные нагреватели) являются идеальным решением для нагрева жидкостей и газов (включая взрывоопасные). В отличие от теплообменника с промежуточным теплоносителем, который отдает тепло нагреваемой среде, проточный нагреватель передает тепло, полученное от электрической энергии напрямую нагреваемой среде. Это позволяет осуществлять более эффективный и плавный нагрев. Также уменьшаются габариты оборудования и, соответственно, его стоимость.

Такие процессы, как нагрев термального масла, воды, дизельного топлива, нефти, мазута и других сред, могут быть эффективно реализованы с помощью проточных нагревателей не только для контроля и регулирования температуры, но и для поддержания вязкости продукта, т.к. ненадлежащая вязкость жидкости может замедлить технологический или производственный процесс. Во избежание подобных проблем, используются проточные нагреватели, которые нагревают жидкость до нужной температуры для сохранения нужного значения вязкости. Для управления расходом жидкости, протекающей через нагреватель, его мощность можно регулировать, чтобы получить требуемую температуру (другими словами, расход прямо пропорционален температуре/вязкости жидкости).

Также проточные нагреватели широко используются для подогрева азота, воздуха, а также для подогрева различных взрывоопасных сред, таких как природный и топливный газ. Подогрев природного и топливного газа необходим перед подачей его в ГТУ, которая использует его в качестве топлива. Нагрев азота широко используется в химической промышленности.

Конструкция проточного нагревателя

Конструктивно, проточный нагреватель представляет собой связку U – образных или патронных нагревательных элементов на фланце или резьбе, которая помещена в проточный сосуд из нержавеющей или углеродистой стали с входным и выходным патрубком. Сосуд может быть теплоизолирован для уменьшения теплопотерь и снижения риска получения ожогов обслуживающего персонала. Нагреваемая среда поступает во входной патрубок и проходит через нагревательные элементы, снимая с них тепло. Далее, через выходной патрубок, нагретая до требуемой температуры среда поступает к потребителю через выходной патрубок. Для транспортировки жидкости через подогреватель используются насосы, с помощью которых также может быть реализован замкнутый контур нагрева, а также компрессоры для газообразных сред.

Материал нагревательных элементов выбирается, исходя из типа нагреваемой среды и рабочих температур. Также, исходя из теплофизических свойств нагеваемой среды производится подбор удельной мощности ТЭН.

Для контроля температуры нагреваемой среды, на выходе подогревателя, как правило в выходном патрубке находится датчик температуры (механический термостат, термопара или термосопротивление), осуществляющий контроль температуры. Дополнительно, помимо датчика температуры нагреваемой среды, в конструкции подогревателя может быть предусмотрен контроль температуры нагревательных элементов, предназначенный для аварийного отключения оборудования в случае отсутствия расхода или критического превышения температуры нагревательных элементов. В конструкции подогревателя также предусматривается вентиляционный и сливной патрубок для обслуживания подогревателя.

Проточные подогреватели изготавливаются, как в общепромышленном, так и во взрывозащищенном исполнении. Монтируются, как правило, горизонтально, но при дефиците места могут быть выполнены и в вертикальном исполнении.

Источник

Типы сосудов Дьюара

Самогерметизирующийся дьюар (серебряный, передний план) заполняется жидким азотом из большого резервуара для хранения (белый, задний план).

Сосуды для криогенного хранения

Дьюар для криогенного хранения (в честь разработчика Джеймса Дьюара) – это специализированный вид термоса, используемый для хранения сверххолодных веществ (например, жидкого азота или жидкого гелия), чьи температуры кипения значительно ниже комнатной.

Криогенные дьюары могут принимать несколько различных форм, включая открытие бадьи, фляги с неплотно закрывающимися пробками и самогерметизирующиеся резервуары. Все они имеют стенки, построенные из двух или более слоев, с поддержанием высокого вакуума между слоями.Это обеспечивает очень хорошую теплоизоляцию между содержимым дьюара и наружной средой, что снижает скорость, с которой содержимое выкипает.

Меры предосторожности предусмотрены в конструкции дьюаров, чтобы безопасно управлять газом, который выделяется по мере того, как жидкость медленно кипит. Чтобы предотвратить опасность взрыва самые простые дьюары позволяют газу выходить наружу через открытый верх или мимо неплотной пробки. Более усложнённые дьюары улавливают газ над жидкостью и удерживают его под высоким давлением. Это повышает температуру кипения жидкости, позволяя сохранять её в течение длительного периода. Избыточное давление паров снимается автоматически через предохранительные клапаны.

Метод перемещения жидкости из дьюара зависит от его конструкции. Простой дьюар может быть наклонен, чтобы налить жидкость из горлышка. Самогерметизирующаяся конструкция используют давление газа в верхней части дьюара, чтобы направить жидкость вверх по трубе, ведущей к горловине.

БЕЗОПАСНОСТЬ

Сверххолодные вещества представляют ряд угроз для безопасности и емкости предназначены для уменьшения связанного с ними риска.

Прежде всего, нет дьюара, который может обеспечить идеальную теплоизоляцию и криогенные жидкости медленно выкипают, что производит огромное количество газа. Например, коэффициент расширения криогенного аргона от температуры кипения до комнатной составляет от 1 до 847, жидкого водорода – от 1 до 851, жидкого гелия – от 1 до 757, жидкого азота – от 1 до 696, а жидкого кислорода – от 1 к 860. Неон имеет высочайший коэффициент расширения с 1 до 1438.

В дьюарах с открытым верхом, газ просто улетучивается в окружающее пространство. Однако, внутри герметичных дьюаров может накапливаться очень высокое давление и приняты меры предосторожности, чтобы минимизировать риск взрыва. Так, клапаны сброса давления (один или более) позволяют стравливать газ из дьюара, если давление становится чрезмерным.

На внутренней поверхности дьюара может образовываться лед, если оо остается открытым на воздухе в течение длительного периода времени. Это может быть крайне опасно, так как отверстие дьюара может быть заблокировано, что приводит к увеличению давления и риску взрыва.

Газ, выходящий из дьюара, может постепенно вытеснять кислород из воздуха в окружающем пространстве, что представляет опасность удушья. Потребители обучаются хранить дьюары только в хорошо проветриваемом помещении, а перед транспортировкой дьюаров в лифте избыточное давление газа сбрасывается и дьюары отправляются к месту назначения без сопровождения.

Источник

Нагрев воздуха относится к числу простейших процессов, которые могут быть проиллюстрированы на ID-диаграмме влажного воздуха. Его легко рассчитать, причем сделать это можно двумя способами – как с использованием температур, так и с использованием энтальпий начальной и конечной точек.

Как ПРАВИЛЬНО выполнять расчёты на ID-диаграмме

Расчет нагревателя воздуха онлайн с помощью ID-диаграммы

Для расчета нагревателя воздуха с помощью нашей программы нужно указать параметры начальной точки, какой-либо из параметров конечной точки и расход воздуха.

Для конечной точки можно задать не только температуру. Можно указать, например, влажность или энтальпию. Таким образом, можно найти такую мощность нагревателя, чтобы относительная влажность воздуха на выходе составила, например, 20% или 10%.

Более того, можно указать мощность нагревателя, и тогда программа определит температуру, до которой нагреется воздух! Это удобно на действующих объектах, где уже установлено некоторое оборудование и известен расход воздуха. Поставляя данные по температуре воздуха на входе можно быстро определить температуру воздуха на выходе из нагревателя.

Как выглядит процесс нагрева на ID-диаграмме

Процесс нагрева влажного воздуха на ID-диаграмме изображается в виде вертикальной линии, направленной вверх.

Почему это так? Дело в том, что в нагрев воздуха:

• не предполагает добавление или изъятие влаги из воздуха. Влагосодержание воздуха остаётся постоянным, поэтому линия процесса вертикальна
• сопровождается увеличением температуры, поэтому линия направлена снизу вверх.

Формулы для расчета воздухонагревателя

Расчет нагревателя воздуха (калорифера) для систем вентиляции можно двумя способами: с использованием температур или с использованием энтальпий.

Формула мощности нагревателя, если известны начальная и конечная температуры:

N [Вт] = 0,338 · G [м3/ч] · (t2 – t1), где

• 0,338 – коэффициент, который учитывает плотность воздуха, его теплоемкость и другие величины;
• G – расход воздуха, выраженный в м3/ч;
• t1, t2 – начальная и конечная температуры воздуха, °С.

Формула мощности нагревателя, если известны начальная и конечная энтальпии:

N [Вт] = G [м3/ч] · (i2 – i1) / 3, где

• 3 – коэффициент, который учитывает плотность воздуха и перевод часов в секунды и другие величины;
• G – расход воздуха, выраженный в м3/ч;
• i1, i2 – начальная и конечная энтальпии воздуха, кДж/кг.

Зависит ли порядок расчета от вида нагревателя

Как известно, в системах вентиляции и кондиционирования наибольшее распространение получили два вида воздухонагревателей – электрический и водяной. Первые обычно используются на малых объектах, вторые – на крупных.

Алгоритм расчета мощности электрического и водяного нагревателя ни чем не отличается. А вот при подборе могут возникнуть некоторые сложности, так как электрический нагреватель подбирается проще: нужно знать только мощность нагрева и фазность электросети.

Для подбора водяного нагревателя нужно знать температурный режим теплоносителя и выбрать структуру теплообменника. Обычно данных из каталога производителей достаточно для подбора, но в нестандартных ситуациях следует воспользоваться вендорскими программами подбора.

Особенности расчета и проектирования воздухонагревателей

Важной особенностью расчета воздухонагревателей является тот факт, что их можно рассчитывать как по температуре, так и по энтальпии. Это существенно упрощает ситуацию и позволяет избежать ряда ошибок, как это бывает в случае с воздухоохладителями.

Общее требование к расчету всех элементов СКВ – соблюдать размерности! В знакомых всем ещё со школьной программы формуле Q=c·m·ΔT используются килограммы. В наших формулах указаны кубометры, часы, килоДжоули и другие единицы, при этом даны переводные коэффициенты. При использовании других единиц важно о необходимости их перевода к тем, что указаны в формулах.

При проектировании воздухонагревателей следует помнить о том, что его следует устанавливать до фильтра и нагревателя. Его габариты больше сечения воздуховода, а, значит, воздуховод не получится прижать к потолку. Наконец, следует предусматривать сервисные люки для доступа к оборудованию в процессе эксплуатации.

Источник