Sursa de căldură

SURSELE DE CALDURA

1.SURSE DE CALDURA.AGENTI TERMICI

Energia termica poate fi asigurata de la un fluid mai cald prin contactul direct fie prin o suprafata de schimb de caldura fluidul repectiv numinduse agent purtataor de caldura.Atunci cand trebuie sa se preia o anumita engergie termica pentru racirea unui produs agentul de racire poarta denumirea de agent purtator de frig .Agentul purtator de caldura si cel purtator de frig se numesc agenti termici sau agenti de schimb de caldura.

Principalele posibilitati de incalzire sunt:

1.Cu agent termic in stare gazoasa:cu aer cald,cu gaze de ardere,cu abur saturant sau supraincalzit sau cu vapori de mercur.

2.Cu agenti termici in stare lichida:cu apa calda,cu uleiuri minerale,cu saruri topite.

3.Cu agenti termici in stare solida:cu bile in circulatie sau cu pulberi.

4.Incalzire electrica:prin curenti de conductie sau prin arc electric.

2.INCALZIREA CU AER CALD

Se utilizeaza in special pentru operatiile de uscare.In acest caz aerul furnizeaza caldura necesara evaporarii umiditatii din materialul supus uscari si transporta umiditatea evaporate in afara sistemului.Capacitatea de uscare depinde de temeraura aerului precum si de umiditatea sa relativa.

Incalzirea cu gaze de ardere-se utilizeaza in cazurile in care se cer temperature ridicate,gazele de ardere utilizate fiind obtinute prin arderea directa a unui combustibil(in instalatii speciale numite cuptoare).Procedeul are dezavantajul unui randament termic scazut.Acest sistem se practica la cuptoarele utilizate in industria painii.

3.INCALZIREA CU ABUR SUPRAINCALZIT

Se utilizeaza mai putin daorita diferentelor de temperature intre intrarea si iesirea din sistemul de incalzire.

Incalzirea cu abur saturant sau vapori saturanti.

Se realizeazape baza caldurii cedata de vapori(aburi)in timp ce se condenseaza la temperature constanta.Dintre avantajele utilizarii aburului saturant amintim:

-coeficientul partial de transfer de caldura f.mare

-temperatura agentului termic constanta

-consum redus -se poate utiliz. pt.incalziri ce nu depasesc 150-200C.

Incalzirea cu vapor de mercur.Mercurul este utilizat foarte rar,este foarte toxic,necesita precautii speciale.

4.CONDITII PENTRU AGENTII FRIGORIFICI

Conditii pentru ca o substanta sa fie utilizata ca si agent frigorigen:

-sa nu fie toxica,inflamabila

-sa aiba miros caraceristic

-sa nu contina apa

-sa fie stabila chimic si necoroziva

-sa nu fie miscibila cu uleiul.

Principalii agenti frigorigeni:NH3,SO2,CO2,freonul CClF2,CH3Cl,CH3-CH2-Cl,izobutanul.

5.TIPURI DE RADIANTI

-electrici-prezinta avantajele:lipsa de inertie,deservire usoara,siguranta mare in exploatare.

Sunt:-surse de radiatii IR scurte,cu maxim de radiatie pentru λ<2 μmlampi de incandescenta cu talere de sticla(t=1700-200C).

-surse de radiatii IR medii,cu maxim de radiatii pentru λ=2-4μmt=500-1300C,sunt executate din material ceramice incalzite electric,se numesc radiatoare incandescente sau surse neluminoase.

-cu gaze combustibile-folosesc raze IR rezultate odata cu combustia gazelor combustibile.Suprafetele radiante sunt:

-placi sau tuburi metalice incalzite prin arderea cu flacara deschisa a gazului combustibil

-placi ceramice poroase cand arderea gazului se realizeazala suprafata placii,fara flacara.

6.SCHIMBATOARE DE CALDURA CU TEVI CONCENTRICE(teava in teava)

-utilizate pentru debite mici de fluide

-tevile cu diametrul maxim 75mm sunt introduce in alte tevi cu diametrul mai mare

Avantaj:

-poate fi adaptat cu usurinta necesitatilor procesului tehnologic prin marirea sau micsorarea numarului de elemente.

Dezavantaj:

-spatiul dintre tevi se curate greu

-cost ridicat

-pierderi de presiune mari

-transferul de caldura se realiz.in regim stationar,si se determina cu relatia:Q=K*A*Δt

-lungimea totala de teava se determina cu relatia:L=A/Πdm

-numarul de tevi se determina cu relatia:n=L/e; unde e=√(Π*ds)+~Π*ds ds=diametrul tevii

H=distanta pe verticala dintre tevi,se ia 1,5 sau sau diam.mediu(dm)al tevii.

7.CONDENSAREA(scop,agentul utilizat)

Condensarea-trecerea vaporilor in stare lichida.

Scop:

-indepartarea vaporilor din instalatia care i-a produs

-recuperarea vaporilor pretiosi in stare lichida

-mentinerea unei depresiuni in instalatie cand condensarea este insotita de eliminarea gazelor necondensabile cu ajutorul pompelor de vid

-prin condensare se preia caldura latenta de vaporizare

-aparatele se numesc condensatoare.

Agentul utilizat:apa

8.CONDENSATOARE DE SUPRAFATA

-cand se realizeaza o condensare totala se poate realize si o racire a lichidului obtinut prin condensare

-se pot utilize schimbatoare de caldura multitubulare,cu serpentine sau chiar cu placi

-constructie:condensatorul de suprafata nu se deosebeste de schimbatoarele de caldura descrise anterior

-la calcul:determinarea suprafetei de schimbator de caldura se face separate pentru faza de condensare si cea de racire datorita faptului ca difera

-importanta -eliminarea gazelor necondensabile care se pot acumula intro anumita parte a suprafetei de transfer de caldura si impiedica sau reduce transferal de caldura in zona respectiva.