ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Жидкое топливо (мазуты) из "Теплообменные аппараты для вязких жидкостей Издание 2" Использование продуктов переработки нефти (тяжелых фракций) в качестве топлива находит все большее применение, а значит, растет потребность в изготовлении соответствующих тенло-обменных аппаратов — подогревателей топлива. Поэтому необходимо вкратце ознакомиться с некоторыми характеристиками этого рода вязкой жидкости в объеме, необходимом для целей правильной эксплуатации подогревателей и возможности их проектирования. [c.12] В стационарных установках для паровых котлов и промышленных целей применяется различное жидкое топливо, наиболее часто — мазуты топочные по ГОСТ 10585—63. Эти мазуты являются остаточными продуктами- при прямой перегонке нефти и крекинге. В качестве котельного топлива на речных и морских судах применяются флотские мазуты марок Ф5 и Ф12 по ГОСТ 10585—63. По сравнению с мазутами других марок флотские мазуты более качественны, так как имеют меньше механических примесей, серы, смолистых веществ, золы и воды. Флотские мазуты Ф5 и Ф12 изготовляются промышленностью из малосернистых нефтей компаундированием некоторых нефтепродуктов. [c.12] Применение предварительного подогрева топлива в специальных подогревателях создает возможность для использования в судовых условиях и более тяжелых топлив. За последнее время в качестве топлива для речного и, морского флотов начинают внедряться мазуты более тяжелого типа и менее качественные по содержанию в них различного рода примесей, которые ранее применялись только для нужд промышленности и стационарных котлов. [c.12] По процентному содержанию серы различают тоиливо малосернистое (содержание серы не более 0,5%), сернистое (содержание серы от 0,5 до 1%) и высокосернистое (содержание серы свыше 1%). Процентное содержание серы, так же как и все остальные данные, характеризующие мазуты (вязкость, зольность, содержание смолистых веществ, температуры застывания и вспышки и пр.), регламентируются соответствующими ГОСТ и техническими условиями. [c.13] Для жидких топлив особое значение имеют такие его показатели, как содержание воды в топливе и вязкость топлива при различных температурах. Вода в топливо может попасть при транспортировке, а также при подготовке его для транспортирования, так как подогревание вязких мазутов часто производится острым водяным паром, соприкасающимся непосредственно с топливом. [c.13] Для высоковязких мазутов требуется учитывать и первоначальную температуру мазута, т. е. температуру, при которой вязкость топлива такова, что допускает перекачку мазута насосами. Максимально допустимая вязкость топлива для-создания возможности перекачивания его различными насосами была показана на рис. 2. Однако чем меньше будет вязкость мазута, тем легче его перекачивать и меньше затрата мощности на перекачивание. Для подогрева высоковязких мазутов в подогревателях топлива до требуемой температуры необходимо проводить предварительный подогрев мазута в цистернах (топливных резервуарах) с целью создания возможности для прокачивания их через подогреватель. [c.14] Требования существующих стандартов на жидкое топливо в части регламентирования вязкости приведены в табл. 2. [c.15] На рис. 4 дан график зависимости вязкости жидкого топлива от его температуры. [c.15] Для удобства пользования в приложении приведены таблицы физических параметров (в том числе и вязкости) наиболее распространенных в практике марок жидких топлив. [c.15] Все расчеты теплообменных аппаратов можно подразделить на конструктивные (проектные) часто в практике называемые основными, и поверочные. При проектировании новых аппаратов производится основной расчет, цель которого заключается в том. чтобы по исходным спецификационным данным найти оптимальное решение конструкции и определить поверхность теплообмена, необходимую для обеспечения заданного температурного режима в течение обусловленного заданием времени. [c.15] При помощи основных расчетов решаются задачи теплообмена между рабочими средами в непрерывной связи с другими факторами, определяющими целесообразность принятой конструкции, такими, как экономичность и технологичность. Минимально возможные габаритные размеры и вес аппарата, унификация деталей и узлов, применение менее дефицитных материалов — таков далеко не полный перечень требований, предъявляемых в настоящее время к проектируемым конструкциям теплообменных аппаратов. Эти требования накладывают на конструкторов обязанность всесторонне рассмотреть и учесть возможности создания компактных, эффективных и экономически целесообразных аппаратов теплообмена, не уступающих по своим качествам лучшим образцам отечественного и зарубежного машиностроения. [c.15] В понятие основного расчета входят тепловой, гидравлических сопротивлений, расчет прочности отдельных узлов и деталей и специальный (если имеются дополнительные требования к конструкции с точки зрения особенностей эксплуатации — требования ударостойкости, вибрации и пр.). [c.15] Основными уравнениями теплового расчета аппаратов теплообмена, в том числе теплового расчета охладителей и подогревателей вязких жидкостей, являются уравнения теплового баланса и теплопередачи. Оба эти уравнения должны решаться совместно, причем чаще всего для определения тепловой нагрузки аппарата применяется уравнение теплового баланса, а для определения необходимой поверхности теплообмена служит уравнение теплопередачи. [c.16] Иногда в тепловых расчетах применяется так называемый водяной эквивалент теплоносителя, т, е. количество воды в килограммах, по теплоемкости эквивалентное общей теплоемкости часового количества данного теплоносителя. [c.16] Для применения к техническим расчетам, связанным с определением поверхности нагрева f, необходимой для передачи количества тепла Q через всю данную поверхность, следует произвести интегрирование уравнения теплопередачи. Для этого сделаем следующие допущения 1) будем считать тепловой поток постоянным по времени (установившийся режим) 2) примем значение коэффициента теплопередачи одинаковым но всей поверхности теплообмена. [c.17] Полученные уравнения — уравнение теплового баланса и уравнение теплопередачи — являются основными уравнениями, служащими для теплового расчета теплообменных аппаратов. [c.17] Теплоотдача рабочих сред весьма существенно изменяется в зависимости от гидродинамических условий движения и от физических свойств и параметров обменивающихся теплом сред. Знание условий движения теплоносителя дает возможность правильно оценить тепловой процесс и, следовательно, установив оптимальный режим того или иного теплообменного аппарата, рационально решить его конструкцию или эксплуатировать готовую конструкцию с наибольшей эффективностью и экономичностью. [c.17] По характеру движения различают ламинарный и турбулентный режимы движения жидкости. При ламинарном режиме частицы жидкости перемещаются параллельными струями вдоль стенки трубы, не иеремешиваясь между собой. Иногда поэтому ламинарное движение называют струйным движением. Передача тепла ири ламинарном движении благодаря параллельности струй жидкости осуществляется в основном путем теплопроводности. Для определенной жидкости при постоянном сечении канала и неизменной температуре ламинарное движение может существовать только до некоторой предельной критической скорости. При достижении предельного значения этой скорости в потоке жидкости начинаются завихрения, частицы жидкости перемещиваются и при дальнейшем повышении скорости перемешивание усиливается, частицы жидкости приобретают хаотическое движение, т. е. движение жидкости становится турбулентным. [c.18] При турбулентном двилieнии вследствие хаотического движения частиц перенос тепла осуществляется и теплопроводностью и конвекцией. Частицы жидкости, перемешиваясь, переносят тепло из горячих участков в более холодные. Несмотря на бурное хаотическое перемешивание жидкости, при турбулентном движении у стенки трубы остается тонкий слой жидкости, в котором сохраняется ламинарное движение. Этот слой, называемый пограничным слоем, оказывает существенное влияние на процесс теплообмена, так как около ламинарного слоя движение частиц жидкости упорядочивается (у самой стенки равно нулю) и действие конвективных токов уменьшается. Через этот слой передача тепла осуществляется в основном при помощи теплопроводности. [c.18] Соответственно особенностям и характеру движения жидкости определяются и коэффициенты теплоотдачи сред, характеризующие интенсивность теплообмена на границе жидкость — поверхность стенки. Для оценки передачи тепла как качественной, так и количественной часто прибегают к эмпирическим зависимостям в виде формул, таблиц, и кривых, составленным на основании опытных исследований процессов теплообмена. Такие данные испытаний применяются часто, но охватывают они, как правило, очень небольшой диапазон, решают узкочастные случаи процесса передачи тепла. Необходимо в каждом отдельном случае прибегать к опытным исследованиям. [c.18] Вернуться к основной статье