ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Промышленные теплоносители из "Основные процессы и аппараты химической технологии Кн.1" Наиболее экономичным я доступным теплоносителем (греющим агентом) является водяной пар, широко применявши на зсяш1ческнх предприятиях благодаря большому удельному,теплосодержанию (скрытая теплота испарения при нормаль-иом давлении составляет 2256,8 кДж/кг), постоянной температуре и высокому коэффициенту теплоотдачи при конденсации (---10 000 Вт/(м -К)). Нагревание водяным паром становится, однако, невыгодным для достижения температур вьиие 180—200 °С 3-за высокого давления пара (температура насыщенного пара 200 °С соответствует давлению 2МПа), так как это сопряжено с удорожанием аппарата. Эти же недостатки присущи воде при высоких температурах, уступающей к тому же водяному пару по значению к(В( ициента теплоотдачи. [c.378] Чрезвычайно разнообразные свойства и большое число предложенных высококипящих жидких теплоносителей вызывают необходимость нх классификации. Если базировать последнюю на принципе термодинамического подобия (молекулярная структура, тип слабейшей химической связи и критический коэ ициент одинаковы), то можно разделить известные высококипящие теплоносители на три основные группы 1) органические (с остаточной связью) 2) ионные (с ионной связью) 3) жидкометаллические. [c.379] Органические теплоносители. Эта группа насчитывает большое число циклических, ациклических и смешанных соединений с температурами кипения (при нормальном давлении) до 400 С. Они применяются в виде индивидуальных веществ, а также в виде бинарных и многокомпонентных смесей — эвтектических и неэвтектических. Свойства смесей данной группы, как и двух других, подробно освещены в специальной литературе (см. список литературы в конце книги). В табл. УП-1 приведены основные свойства теплоносителей, представляющих наибольший практический интерес для химической технологии. [c.379] К рассматриваемой группе теплоносителей относятся также ароматизированные (с увеличенным содержанием ароматических и нафтеновых иолец и уменьшенным содержанием парафиновых цепей) и неароматиэированные минеральные масла, чаще всего цилиндровые и компрессорные. Ароматизированные масла отличаются более вьюокой термической стойкостью. [c.379] ПОСТОЯННОЙ температуры греющей среды, но не дает особых преимуществ нз-за низких теплот парообразования (конденсации). По коэффициентам теплоотдачи пары органических теплоносителей значительно уступают водяному пару и практически равноценны жидким теплоносителям при скорости циркуляции около 3 м/с. [c.380] К числу факторов, определяющих в каждом случае выбор теплоносителя, относятся требуемая рабочая температура, плотность, вязкость, удельная теплоемкость и коэффициент теплопроводности. Верхний предел рабочей температуры ограничен началом разложения теплоносителя, а нижний предел — его вязкостью, возрастающей с понижением температуры и практически неприемлемой при кинематической вязкости выше 4 10 м /с из-за большого расхода энергии на циркуляцию. С увеличением удельной объемной теплоемкости (рс) теплоносителя уменьшается его расход, необходимый для переноса требуемого количества тепла при заданном перепаде температур, и, следовательно, расход энергии на его циркуляцию. Напомним также, что с уменьшением вязкости и увеличением теплопроводности теплоносителя возрастает его коэффициент теплоотдачи. Легко видеть, что наиболее выгодным является тот теплоноситель, который обеспечивает перенос требуемого количества тепла при минимальном расходе энергии, наибольшем коэффициенте теплоотдачи и наименьшем термическом разложении. [c.381] Процесс термического разложения органических теплоносителей достаточно изучен и освещен в литературе. Скорость разложения увеличивается экспоненциально с ростом температуры и в среднем примерно удваивается на каждые 10°. Допустимая скорость разложения измеряется несколькими процентами в год. [c.381] Среди применяемых в промышленности органических теплоносителей первое место (около 40 % установок) занимает эвтектическая смесь дифенила и дифенилового эфира ( даутерм ), используемая как в жидком (до температуры 330 °С), так и в парообразном состояниях (до температуры 400 °С). При использовании жидкой смеси с температурой выше 257 °С требуется ее подпрессовка сжатым азотом. Степень разложения данной смеси при температурах до 400 С невелика она несколько темнеет, но без существенного изменения своих физических свойств. При более высоких температурах происходит полимеризация образующиеся вещества растворимы, и смесь легко регенерируется путем простой перегонки. Допустимое накопление продуктов полимеризации равно 10—15%. В этом случае срок службы теплоносителя составляет 45—60 месяцев при рабочей температуре 350 С и лишь 1,5—2 месяца при температуре 410 °С. [c.381] Приведенная таблица не исчерпывает перечня высококипящих кремнийорганических соединений, обладающих низкими температурами плавления. Преимущественное применение в промышленности получили пока ароматические эфиры ортокремниевой кислоты представляют практический интерес также смеси четырехзамещенных силанов и полиорганосил-оксанов. Опыт показывает, что все эти вещества целесообразно использовать лишь в жидком состоянии при температурах на 60— 80° ниже точки кипения (чаще всего около 350 °С), обеспечивающих незначительную степень их разложения или полимеризации. Агрессивность всей рассматриваемой группы теплоносителей гю отношению к распространенным конструкционным материалам (включая углеродистую сталь) при указанных рабочих температурах незначительна. [c.383] Жидкометаллические теплоносители. Эту группу составляют металлы и их сплавы, применяемые в жидком, а иногда и в пар образном состояниях. Будучи наиболее термостойкими, они отличаются высокой агрессивностью по отношению к распространенным конструкционным материалам. В связи с этим допускаемые максимальные температуры жидкометаллических теплоносителей диктуются их коррозионным действием. [c.383] Некоторые физические свойства металлических теплоносителей приведены в табл. VI1-3. [c.384] Стойкость углеродистой стали, низкохромистых и аустенит-ных хромоникелевых сталей, титана, меди, а также меди с 2% бе риллия в среде жидкометаллических теплоносителей удовлетворительна при температурах до 500 X, а серого чугуна, алюминиевой бронзы и латуни — при температурах до 200 С. [c.384] В каждом конкретном случае оптимальный теплоноситель выбирают на основе экономического расчета. Отметим, что жидкометаллические теплоносители характеризуются высокими коэффициентами теплоотдачи. [c.384] Сдано в набор 09.01.81. Подп. к печ. 08.05.81. [c.384] Т-10113. Формат бумаги бОХ ЭО /ц. Бумага хнп. Лй 2. Гарнитура литературная. Печать высокая. [c.384] Вернуться к основной статье