Что является источником тепла
Перейти к содержимому

Что является источником тепла

  • автор:

2. Источники тепла, теплоносители.

Основными промышленными источниками тепла являются дымовые (топочные) газы и электроэнергия. Это так называемые прямые источники тепла.

Топочные газы.

Топочные газы получают при сжигании в топках различных видов топлива (нефти, газа, мазута) и представляют собой продукты окисления топлива атмосферным воздухом. Они содержат кислород, азот, оксиды углерода, азота, сернистый газ, водяные пары и др. вещества. Применяются в тех случаях, когда нужно осуществить теплообмен при высоких температурах (до 1000 о С).

Недостатки топочных газов:

а) при непосредственном контакте с нагреваемым объектом возможно его загрязнение сажей, каплями жидкого топлива, сернистым газом и др.;

б) нагрев неравномерный, трудно регулируемый, из-за чего возникает опасность перегрева и пожара.

Электроэнергия.

Ее использование перспективно, т.к. электрические устройства для нагревания обладают высоким КПД. Например, с помощью некоторых электрических устройств модно перевести в тепло до 95 % электрической энергии. Однако, в таких целях электроэнергия в фармпроизводстве применяется пока незначительно, т.к., во-первых, стоимость ее сравнительно велика и, во-вторых, нет специальной обогревательной аппаратуры для нужд фармпроизводства.

В фармацевтическом производстве электрическая энергия широко используется для приведения в движение электромоторов. Нашли применение токи высокой частоты для сушки некоторых фармпрепаратов, гранулята и других объектов.

В целом, прямые источники тепла для нагревания применяются довольно редко. Чаще используются теплоносители, которые получают тепловую энергию от основных источников и передают ее нагреваемому объекту – так называемые промежуточные теплоносители.

2.2. Промежуточные теплоносители.

Выбор теплоносителя зависит в первую очередь от требуемой температуры нагрева или охлаждения и необходимости ее регулирования. Кроме того, промышленный теплоноситель должен обеспечивать высокую интенсивность теплообмена при небольших его расходах, должен быть негорюч, нетоксичен, термически стоек, дешев и доступен.

Охлаждающие агенты.

В качестве охлаждающих агентов применяются в основном холодная вода, воздух, холодильные рассолы.

Для охлаждения до обычных температур (10-30 о С) широко используют воду и воздух.

Для охлаждения до температур ниже 0 о С применяют холодильные агенты, представляющие собой пары низкокипящих жидкостей (например, аммиака), сжиженные газы (СО2 и др.) или холодильные рассолы (водные растворы NaCl, CaCl2 и др.)

Нагревающие агенты.

К числу распространенных промежуточных теплоносителей – нагревающих агентов, относятся водяной пар, горячий воздух, горячая вода, а также так называемые высокотемпературные теплоносители – перегретая вода, минеральные масла, органические жидкости, расплавленные соли и др.

Водяной пар

Наиболее распространенным промежуточным горячим теплоносителем является водяной пар. Это объясняется существенными достоинствами его как теплоносителя:

пар имеет высокое значение теплоты конденсации (540 ккал/кг), что позволяет получить большие количества тепла при относительно небольшом расходе теплоносителя;

температура конденсации пара (при данном давлении) постоянна, что дает возможность точно поддерживать температуру нагрева, а также в случае необходимости регулировать ее, изменяя давление пара;

пар легко транспортировать на большие расстояния по трубопроводам за счет его собственного давления;

КПД нагревательных паровых устройств довольно высок;

пар доступен, пожаробезопасен, нетоксичен. Основной недостаток водяного пара – значительное возрастание давления с увеличением температуры. Вследствие этого температуры, до которых можно производить нагревание насыщенным водяным паром, обычно не превышает 180-190 о С.

водяной пар может быть влажным (содержит капли воды) и сухим. Состояние сухого пара неустойчиво. Сухой пар переходит во влажный пар или при дополнительном подводе тепла – в перегретый пар.

Перегретый пар – такой пар, температура которого выше температуры кипения воды при данном давлении. При охлаждении перегретый пар не конденсируется до тех пор, пока его температура не будет равна температуре кипения воды при данном давлении. Перегретый пар легко транспортируется по трубопроводу, понижая только свою температуру. Однако, при неосторожной работе с ним, можно получить ожоги, т.к. перегретый пар не виден для глаза.

Водяной пар может отдавать тепло двумя способами:

Через стенку теплообменного аппарата. В этом случае нет смешения теплоносителей, водяной пар называется глухим.

Второй способ предусматривает обогрев при непосредственном контакте водяного пара с обогреваемой средой. Пар в этом случае называется острым. Такой способ обогрева проще нагрева сухим паром и позволяет лучше использовать тепло пара, т.к. паровой конденсат смешивается с нагреваемой жидкостью и их температуры выравниваются. Применяется в тех случаях, когда допустимо смешивание нагреваемой среды с паром.

Основные типы источников теплоты

Источником теплоты называется комплекс оборудования и уст-ройств, с помощью которых осуществляется преобразование природных и искусственных видов энергии в тепловую энергию с требуемыми для потребителей параметрами.

Основными видами природной энергии являются:

· термоядерное топливо (дейтерий);

· лучистая энергия Солнца; ядерное топливо (уран и торий);

· органическое (ископаемое) топливо;

· геотермальная энергия; энергия ветра;

· энергия приливов и отливов.

Для целей теплоснабжения практическое значение имеют органиче-ское и ядерное топливо, геотермальная и солнечная энергия.

К искусственным видам энергии, которые используются для выработ-ки теплоты на теплоснабжение, относятся «вторичные энергоресурсы» промышленных предприятий и электрическая энергия.

В настоящее время наиболее широко применяются источники теплоты, использующие органические топлива — твердое, жидкое и газообразное.

Основными источниками теплоты являются теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), вырабатывающие комбинированным способом электрическую энергию и теплоту, и котельные, вырабатывающие теплоту.

Источниками теплоты на ядерном топливе являются атомные тепло-электроцентрали (АТЭЦ) и атомные котельные (атомные станции тепло-снабжения — АСТ). АТЭЦ с водоводяными реакторами и парогенератора-ми поверхностного типа не требуют устройства дополнительного контура для использования отработавшего пара в теплофикационных подогревате-лях. Принципиальные тепловые схемы таких АТЭЦ с теплофикационными турбинами практически не отличаются от тепловых схем ТЭЦ, работающих на органическом топливе. На атомных станциях теплоснабжения возможно повторное использование выгружаемых из водоводяных реакторов

отработавших тепловыделяющих элементов для дожигания ядерного го-рючего. Остаточная концентрация ядерного топлива в выгружаемых на АТЭЦ тепловыделяющих элементах становится недостаточной для выра-ботки пара высоких давлений, но этот остаточный энергетический потен-циал вполне пригоден для реализации в АСТ для нагрева сетевой воды.

Геотермальная энергия в виде горячей воды и пара применяется для теплоснабжения и выработки электроэнергии на Камчатке, Северном Кав-казе, в Казахстане, Средней Азии, в Венгрии, Новой Зеландии, Исландии, США. На опытно-промышленных геотермальных электрических станциях (ГеоТЭС) используется вода гейзеров с температурой от 40 до 200 °С и выше. По подсчетам специалистов выработка энергии на ГеоТЭС обходит-ся в 2-3 раза дешевле энергии, вырабатываемой на ТЭЦ, работающей на ископаемом топливе. Использование геотермальной энергии не влияет не-посредственно на окружающую среду. Трудности заключаются в ограни-ченности доступных для практического применения запасов и неоднород-ном (иногда агрессивном) составе различных геотермальных источников.

Другим естественным источником теплоты является лучистая энергия Солнца. Потенциальные мировые энергетические ресурсы солнечного из-лучения вследствие его постоянной возобновляемости безграничны. Одна-ко широкое ее применение встречает технические трудности вследствие малой плотности (удельной мощности) и неритмичности действия во вре-мени, поэтому использование солнечной энергии возможно только в опре-деленных районах страны: в Средней Азии, Казахстане, Закавказье, Ниж-нем Поволжье.

Вторичные энергоресурсы (ВЭР) образуются на промышленных предприятиях побочно — в процессе производства при выпуске основных видов продукции. Значительная часть теплоты ВЭР безвозвратно теряется и нередко вредно воздействует на окружающую среду. Между тем эта теп-лота может быть использована для отопления помещений, в технологиче-ских процессах, для выработки электроэнергии.

Электроэнергия широко применяется для теплоснабжения в ряде зару-бежных стран: США, Канаде, Швеции. Ее применение имеет определенные преимущества: возможность использования энергии непосредственно у по-требителей, относительная простота подачи и применения, легкость регули-рования и измерения величины нагрузки, а также то обстоятельство, что за-траты на производство электроэнергии оплачивают потребители теплоты.

Электроэнергия является наиболее совершенным видом энергии и вы-работка ее производится с большими затратами топлива по сравнению с затратами его при выработке теплоты. По данным Всероссийский тепло-технический институт, расход топлива при электрическом отоплении в 2,4 раза больше, чем при централизованном теплоснабжении от районных ко-тельных, и в 5 раз больше, чем при теплофикации.

Кроме отмеченных основных видов энергии, для теплоснабжения мо-жет использоваться и низкотемпературная теплота (природная и искусст-венная) любой среды (воздуха, воды, грунта) с помощью тепловых насо-сов, которые повышают низкотемпературный потенциал среды до уровня, необходимого для теплоснабжения, затрачивая при этом некоторое коли-чество электрической, тепловой или другой энергии.

Дата добавления: 2016-06-15 ; просмотров: 7995 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Какие бывают источники тепла, енергии?

Бойлер
Бойлер — устройство для получения горячей воды с помощью пара, проходящего по трубам, расположенным внутри резервуара.
Бойлерная вода
Бойлерная вода — вода определенного качества, находящаяся в котле при кипении или прошедшая через него.
Газовый котел
Газовый котел — котел, работающий на природном или сжиженном газе. В зависимости от места расположения различают напольные или настенные газовые котлы.
Отличают двухконтурные газовые котлы, которые могут одновременно отапливать помещение и приготавливать горячую воду.
Отопительная печь
Отопительная печь — бытовая печь, служащая только для обогрева помещений. Обычно отопительную печь располагают в передней половине дома. Отопительными печами являются:
— голландские печи различных конструкций и размеров;
— стальные и чугунные времянки.
Элеватор
Элеватор — в системах отопления — аппарат для смешения горячей воды, поступающей из тепловой сети, с водой, возвращающейся из местной системы. Элеватор действует по принципу струйного насоса.
Электронагревательный прибор
Электронагревательный прибор — устройство, в котором энергия электрического тока превращается в тепловую энергию. Обычно основой электронагревательных приборов является проводник с достаточно большим сопротивлением, на котором выделяется энергия в виде тепла.
Электронагревательные приборы предназначены для практического применения.
Энергетическая установка
Энергетическая установка — установка, состоящая из двигателя и всех вспомогательных устройств, необходимых для его работы.

Каждый из вас, сам того не осознавая, часто становился источником теплоты, вернее её «производителем».

Когда вы занимаетесь спортом, активно двигаетесь, бегаете, катаетесь на велосипеде, то вам становится жарко, может покраснеть лицо, слегка подняться температура, вы начинаете потеть. Это происходит отнюдь не потому, что какой-то теплород начал вливаться в ваше тело, а просто потому, что ваш организм совершает работу, и молекулы, из которых состоит тело, начинают двигаться быстрее. Повышается внутренняя энергия вашего тела.

Незаметно мы подошли к понятию внутренняя энергия тела – одному из важнейших понятий большого раздела физики, который называется термодинамика.

Что такое внутренняя энергия тела, как она изменяется, и каким образом можно использовать эти изменения в повседневной жизни, мы расскажем вам в следующей статье.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *