Теплоносители. Их свойства. Область применения

В качестве теплоносителей в зависимости от назначения производственных процессов могут применяться самые разнообразные газообразные, жидкие и твердые вещества.

Теплоносители должны обладать следующими качествами:

· Иметь достаточно большую теплоту парообразования, плотность и теплоемкость, малую вязкость. Имели высокие температуры при малых давлениях.

· Иметь необходимую термостойкость и не оказывать неблагоприятного воздействия на материалы аппаратуры. Теплонос ители должны быть химически стойкими и неагрессивными даже при достаточно длительном воздействии высоких температур.

· Быть недорогими и достаточно доступными в отечественных ресурсах.

Наиболее распространенными теплоносителями являются: пар, вода, дымовые газы, высокотемпературные теплоносители.

Водяной пар как греющий теплоноситель получил больше распространение. а) достоинства:

· Высокие коэффициенты теплоотдачи при конденсации водяного пара позволяют получать относительно небольшие поверхности теплообмена.

· Большое изменение энтальпии при конденсации водяного пара позволяет расходовать малое его весовое количество для передачи сравнительно больших количеств тепла.

· Постоянная температура конденсации при заданном давлении дает возможность наиболее просто поддерживать постоянный режим и регулировать процесс в аппаратах.

б) недостатки:

· значительное повышение давления в зависимости от температуры насыщения.

Горячая вода получила большое распространение в качестве греющего теплоносителя, особенно в отопительных вентиляционных установках. Подогрев осуществляется в специальных водогрейных котлах, производственных технологических агрегатах или водонагревательных установках ТЭЦ и котельных.

а) достоинства:

· Горячую воду как теплоноситель можно транспортировать по трубопроводам на значительные расстояния (на несколько километров). При это понижение температуры не более 1 ⁰С/км.

Дымовые и топочные газы как греющая среда применяются обычно на месте их получения для непосредственного обогрева промышленных изделий и материалов. Если по условиям эксплуатации загрязнение обрабатываемого материала недопустимо, дымовые газы направляются в рекуперативный теплообменник, где отдают свое тепло воздуху, а последний нагревает обрабатываемый материал.

а) достоинства:

· Возможность материала ими до высоких температур.

б) недостатки:

· Из-за малой плотности и удельной теплоемкости газов приходится использовать большие объемы, что приводит к громоздкости трубопроводов.

· Необходимость применять огнестойкие материалы для трубопроводов.

· Вследствие низкого коэффициента теплоотдачи со стороны газов теплоиспользующая аппаратура должна иметь большие поверхности нагрева и поэтому получается весьма громоздкой.

Высокотемпературные теплоносители. В настоящее время в промышленности для высокотемпературного обогрева кроме дымовых газов применяются минеральные масла, органические соединения, расплавы солей. Они обладают различными свойствами и характеристиками.

Пример: нафталин. дифенил, глицерин и т.д.