ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Базовые элементы для поверхностных теплообменных аппаратов из "Основы тепломассометрии " Базовые элементы для поверхностных теплообменных аппаратов. Интенсивность тепловых процессов различных технологий имеет весьма широкий диапазон q — от долей до десятков и сотен тысяч ватт на 1 м . Процессы высокой интенсивности осуществляются в поверхностных теплообменных аппаратах — парожидкостных и жидкостно-жидкостных подогревателях, испарителях, вакуум-аппаратах при невысоких концентрациях сухих веществ в увариваемом продукте. Термические сопротивления в таких аппаратах малы, и это накладывает основное условие на конструкцию тепломера или тепломассомера — его сопротивление не должно превышать наибольшего сопротивления аппарата (теплоотдачи или теплопроводности). [c.56] Этому условию наилучшим образом отвечают так называемые одиночные датчики (элементы) теплового потока. Одиночный базовый элемент состоит из вспомогательной стенки из термоэлектродного материала, например кон-стантана, и тонких пластинок с обеих сторон стенки из другого термоэлектродного материала, например меди. [c.56] Таким образом, тепломассометрический элемент оказывается сплошным металлическим. Его сопротивление составляет 0,1... 1 (м Ю/кВт, поэтому применение одиночных тепломеров рекомендуется для любых поверхностных теплообменных аппаратов, за исключением аппаратов, стенки которых выполнены из меди, алюминия или латуни, а сопротивления теплоотдаче при этом очень малы (конденсация на чистых поверхностях, кипение жидкостей с малым содержанием сухих веществ). [c.57] В поверхностных аппаратах стенки обычно диффузионно непроницаемы, поэтому базовые элементы для их исследования можно изготовлять сплошными. Они реагируют на суммарный тепловой поток, проходящий через стенку аппарата, в связи с этим для парожидкостных и жидкостножидкостных теплообменников тепломассомеры выполняют односекционными лучистая составляющая практически всегда отсутствует, а при кипении либо конденсации на стенке связь между плотностями потоков теплоты и массы линейна. [c.57] Из различных технологий, по которым можно изготавливать одиночные базовые элементы, для исследования теплообменников наиболее подходит технология с выводом токосъемных проводников к центру крайних пластин [54]. При необходимости выполнить базовый одиночный элемент диффузионно проницаемым дополнительно высверливаются сквозные отверстия по кондуктору. При этом перфорированный элемент не изменяет своих теплофизических, термоэлектрических и механических характеристик, так как доля отверстий в общей площади, занимаемой датчиком, не превышает 5 %. [c.57] Работа массообменной секции одиночного тепломассо-мера описывается уравнением (2.35), относительная чувствительность ее ЬТ-1 в соответствии с уравнением (2.36) принимает максимальное значение, поскольку в данном случае реализуется условие бз 0, при этом кН оо, Ш кк = I, бГ, = 1. [c.57] ДЛЯ измерения малых сигналов позволяет использовать одиночные тепломеры в интервале потоков 10...100 кВт/м, но в нижней части этого интервала погрешность измерений может возрастать из-за различных наводок, особенно если у тепломера есть электрический контакт со стенкой аппарата. [c.58] Поэтому при испытании поверхностных теплообменников, работающих в диапазоне нагрузок 1...30 кВт./м , необходимы базовые элементы с уменьшенным рабочим коэффициентом, но достаточно низким термическим сопротивлением. В этом случае можно применять га-летные базовые элементы [12], хорошо зарекомендовавшие себя при исследовании процессов тепловой обработки зернистых пищевых продуктов и материалов [54]. [c.58] В галетных датчиках был впервые реализован принцип батарейного преобразователя теплового потока [12] последовательное соединение одиночных дифференциальных термоэлементов как источников э. д. с. и параллельное — как термических сопротивлений. Этот принцип позволяет увеличивать чувствительность первичного преобразователя (уменьшать рабочий коэффициент) пропорционально числу дифференциальных термоэлементов при незначительном увеличении термического сопротивления за счет слоя электроизоляции между преобразователем и стенкой аппарата. [c.58] Соотношение сечений основного (константанового) и промежуточного (медного) термоэлектродов в описанных га-летных датчиках равно 2 0,1 =20, что близко к оптимальному соотношению, равному 21,3, из условий получения максимальной чувствительности датчика [7]. [c.59] Чтобы сделать секцию галетного тепломассомера диффузионно проницаемой, достаточно перфорировать ее отверстиями 7 между рядами элементарных датчиков. Работа такой секции будет также описываться уравнением (2.35), величина 63 при этом может изменяться от нуля до половины расстояния между рядами элементарных датчиков в зависимости от толщины и материала крышек корпуса тепломассомера. [c.59] Вернуться к основной статье