06 – Tepelné operace Petr Zbořil

Prezentace na téma: "06 – Tepelné operace Petr Zbořil"— Transkript prezentace:

1 06 – Tepelné operace Petr Zbořil
Chemická technika 06 – Tepelné operace Petr Zbořil

2 Tepelné operace Účel Ekonomická hlediska Způsoby sdílení tepla
Udržování optimální teploty Zahušťování (krystalizace), sušení – rozdíly Destilace Sterilizace Ekonomická hlediska Zdroj energie Efektivita ohřívání a chlazení – způsob, konstrukce Isolace proti tepelným ztrátám Způsoby sdílení tepla Vedením – kondukce Zářením, sáláním – radiace Prouděním - konvekce

3 Vedení tepla dQ/dt . 1/dF = - l . dT/dx Tvar teplotního gradientu
Lineární pro planární stěnu Exponenciální pro válcovou (trubka)

4 Radiace Energie dopadajícího záření E = f (l, T) E = R + A + D = 1
A = 1 – absolutně černé těleso

5 Konvekce Rozdíl měrných hmotností (r2 - r1) . g = F
Zrychlení z něho plynoucí – pohyb a = F / r1

6 Zahřívání Přímý zdroj tepla Zprostředkováno nosiči
Kouřové plyny, horké zplodiny hoření Elektrický proud Zprostředkováno nosiči Voda – pára (různé teploty) Minerální oleje Speciální nosiče (taveniny kovů aj.)

7 Zahřívání kouřovými plyny
Zařízení Pece na přímý ohřev Přímo vyhřívané kotle Pece na ohřev nosiče Trubkové kotle

8 Zahřívání vodní parou Přímá (ostrá pára) Nevadí-li kondensovaná voda
Současně se míchá Rychlý ohřev (míchání) Jednoduchá a účinná zařízení (trubka či ejektor)

9 Zahřívání vodní parou Nepřímá pára
Vylučuje styk reakční směsi s vodou a ředění Pomalejší přestup tepla (jen vedení) Výměníky různé konstrukce (dvojité dno, spirálové pláště a trubky, žebrové výměníky – ohřev vzduchu)

10 Zahřívání vodní parou Trubkový výměník Deskový výměník

11 Zahřívání vodní parou Časový průběh teplot pro přímý a nepřímý ohřev

12 Zahřívání vodní parou Odvod kondensátu
Zařízení zamezí úniku páry, odvádí vodu

13 Ohřev dalšími nosiči Cirkulují v trubkách, pláštích apod.
Expansní nádrže (kompensace objemových a tlakových změn) Konstrukce dle tepelných podmínek a vlastností nosiče (agresivita, toxicita)

14 Ohřev elektrickým proudem
Způsoby Přímý ohřev Nepřímý – ohřev nosiče Zařízení Odporové pece a tělesa Topná tělesa kolem nádoby (dno) Ponorná tělesa Snadná regulace Nejčastější způsob pro přímý i nepřímý ohřev Obloukové pece Speciální účely, vysoké teploty Indukční pece Vířivé proudy indukované v tělese

15 Chlazení a kondensace Způsoby Zařízení Odevzdáváním tepla do okolí
Vlastním vypařováním Přímým přidáváním vody (ledu) Zařízení Chladiče pro kapaliny (vodu) Kondensátory pro plyny (páru)

16 Chlazení a kondensace Způsoby Zařízení Odevzdáváním tepla do okolí
Vlastním vypařováním Přímým přidáváním vody (ledu) Zařízení Chladiče pro kapaliny (vodu) Kondensátory pro plyny (páru)

17 Chlazení a kondensace Způsoby Zařízení Odevzdáváním tepla do okolí
Vlastním vypařováním Přímým přidáváním vody (ledu) Zařízení Chladiče pro kapaliny (vodu) Kondensátory pro plyny (páru)

18 Kondensace Kondensátor směšovací – výpočet

19 Odpařování Zahuštění roztoků, krystalizace aj. Vypařování – var
Teplota závisí na podmínkách – termostabilita, ztráty apod. Skupenské výparné teplo Brýdová pára – využití tepla Qt = Qo + Ql + Qz Teplo celkové = ohřev (na b.v.), latentní výparné + ztráty Tepelné ztráty - zvýšení b.v. při zahušťování tlakem sloupce kapaliny - snížení T brýdové páry odporem v potrubí

20 Konstrukce odparek Atmosférické Vakuové Způsoby uspořádání
Snížení b.v., nižší T, šetrnější (biotechnologie) Vysokovroucí kapaliny Menší ztráty do okolí Způsoby uspořádání Jedno a vícečlenné odparky (různé tlaky) Způsoby provozu Paralelní Souproudý – a Protiproudý – b

21 Konstrukce odparek Odparka s vnitřním výměníkem

22 Bilance odparek Hmotnostní a energetická bilance

23 Odparky Odparka trojčlenná souproudá

24 Odparky Odparka trojčlenná protiproudá

25 Odparky

26 Odparky

27 Odparky Odparka s kapalinovým filmem

28 Krystalizace Krystalizátor v vysunutým výměníkem

29 Krystalizace Krystalizátor v vysunutým výměníkem