Condensator (schimbător de căldură)

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare

1leftarrow blue.svg Element principal: Schimbător de căldură .

Un condensator este un anumit schimbător de căldură care are ca scop condensarea unei substanțe chimice sau a unui amestec , adică să-l aducă de la aeriform la lichid , în general prin răcire datorită trecerii unui fluid frigorific , care are sarcina de a scădea căldură latentă la substanța pe care doriți să o condensați.

Condensatoarele pot avea suprafețe de schimb foarte variabile și sunt utilizate în multe domenii: de uz casnic (de exemplu în congelator și aer condiționat ), în domeniul industrial (de exemplu în distilarea fracționată și în general în termoreglarea industrială ) și în laborator .

Utilizare industrială

Echipamentul chimic utilizat poate fi un condensator: [1]

  • convenţional
  • refrigerant
  • criogenice

Condensatoare convenționale

Condensator de suprafață (tip carcasă și tub) al unui motor cu aburi din secolul al XIX-lea.
Schema de funcționare a unui condensator de suprafață
Un condensator de abur expus la Waterworks Museum: o fostă stație de pompare transformată în muzeu în satul Chestnut Hill , Massachusetts (Statele Unite).

În condensatoarele convenționale, acestea sunt utilizate în general ca lichide de răcire pentru apă sau aer , datorită disponibilității lor ușoare și costului redus. [2]

Echipamentul utilizat poate fi condensator: [2]

Cu acest tip de condensatoare, temperaturi de până la 4 ° C. [2]

Dimensiuni pentru generarea de energie

Într-o centrală termoelectrică care generează curent electric printr-un alternator și turbină cu abur , se utilizează condensatoare de suprafață care sunt dimensionate în funcție de eficiența termodinamică η, puterea complexă P dezvoltată, viteza vaporilor de admisie v s și decelerarea acesteia la ieșire Av s, la wi temperatură T și intrare de viteză v w apei de răcire și la saltul temperatura maximă permisă de AT impactul asupra mediului w, la accesibil de condensare a presiunii p s și titlul caracteristicilor de abur Semnalul x admisie s Ciclul Hirn utilizat, la diametrul intern d și grosimea Δd a conductelor schimbătorului de căldură și la grosimea medie a stratului de condens care le acoperă Δd s , la distanța lor, unghiul reciproc θ și factorul de dimensiune w. Parametrii de interes pentru un condensator de înveliș și tub sunt numărul de tuburi: [3]

lungimea schimbătorului de căldură al carcasei și tubului (puțin mai mică decât cea a întregului condensator): [3] ,

unde este [3] , este rezistența termică specifică a conductelor;

diametrul său (puțin mai mic decât cel al întregului condensator): [3] ,

diametrele conductei de abur de admisie: [3] ,

cea a evacuării condensului: [3] ,

și cea a intrării și ieșirii apei de răcire (care nu suferă variații semnificative ale densității sau ale căderilor de presiune ):

. [3]

Exemplu

Cu datele: η = 39,3%, P = 110 MV A , v s = 280 m / s , Δv s = 279 m / s , T wi = 16 ° C , v w = 2 m / s , ΔT w = 12 ° C , p s = 5 kPa , x s = 0,90, d = 20 mm , Δd = 2 mm , Δd s = 0,10 mm , a = 35 mm , θ = π / 3 rad , w = 0,85:

= 7,5 kW / m 2 K
0,229 m 2 K / kW
5395
10,68 m
2,92 m
3,03 m
0,315 m
1,47 m

Condensatoare de refrigerare

Acest tip de condensator folosește agenți frigorifici comprimați și poate atinge temperaturi apropiate −60 ° C. [4]

În acest caz, sunt utilizate întotdeauna schimbătoare de căldură de suprafață. [4]

Condensatoare criogenice

Folosesc gaze lichefiate precum azot lichid sau dioxid de carbon . Temperaturi apropiate de −160 ° C. [5]

A se utiliza în laborator

Condensator de laborator

În uz de laborator, condensatorul este de obicei de dimensiuni mici și foarte des realizat din sticlă, un material fragil, dar extrem de rezistent la coroziune (cu unele excepții), prezentat în figură, cu o formă tipică. Mult folosit în laborator este condensatorul de reflux în care condensul, care provine de obicei dintr-un balon - dar și dintr-o coloană - cade din nou în balon în sine; configurație folosită adesea atunci când doriți să extrageți produse necondensabile, de exemplu cu ajutorul unui ejector . Condensatorul din figură este potrivit pentru acest scop, după cum se poate observa din duza inferioară mare (descărcare condens) și din cea mai mică superioară (extracție necondensabilă). Ieșirile laterale sunt destinate intrării și ieșirii lichidului de răcire.

Condensator barometric

Condensatoarele barometrice sunt echipamente chimice utilizate pentru operațiuni de vid , constând dintr-o cameră în care sunt transportați un curent gazos și un jet de apă (în stare lichidă ). Jetul de apă este pulverizat de un ejector și capătă căldură din fluxul gazos, care se condensează . [6]

Echipamentul este instalat la cel puțin 10,4 metri deasupra solului, astfel încât amestecul de apă-condens care se formează este apoi trimis printr-o conductă verticală de cel puțin 10,4 metri lungime (numită „picior barometric”), care are scopul de a crea o diferență de presiune între ieșirea curentului din partea de jos a conductei și intrarea curentului gazos. [7]

În acest fel este posibil să se creeze o presiune mai mică decât presiunea atmosferică în echipamentul conectat în amonte de condensatorul barometric (de exemplu un evaporator ), iar curentul care iese din condensatorul barometric poate fi deplasat printr-o pompă hidraulică .

Vaporii necondensabili sunt extrasați din partea superioară a condensatorului barometric.

Notă

  1. ^ Condensare
  2. ^ a b c Condensatoare convenționale
  3. ^ a b c d e f g par. 9.4 din Negri di Montenegro, Bianchi, Peretto, Sistemi energetici, editor Pitagora , Bologna, 2009, ISBN 8837117612
  4. ^ a b Condensatoare de refrigerare
  5. ^ Condensatoare criogenice
  6. ^ Prin urmare, echipamentul acționează și ca „ schimbător de căldură de contact”.
  7. ^ Baza de date tehnică de întrebări și răspunsuri

Bibliografie

Elemente conexe

Alte proiecte

linkuri externe

Controlul autorității NDL ( EN , JA ) 00575968