蒸汽工程和传热蒸汽喷射加热的桶或容器章节211蒸汽和冷凝水.PDF

第2章 蒸汽工程和传热 蒸汽喷射加热的桶或容器 章节2.11 蒸汽和冷凝水系统手册 2.11.1 第2章 蒸汽工程和传热 蒸汽喷射加热的桶或容器 章节2.11 蒸汽喷射加热的槽或罐 直接蒸汽喷射加热指的是蒸汽直接喷射到低温的液体中,蒸汽冷凝并对周围液体放热。 热传递依靠蒸汽和液体直接接触，因此，这种方法只能适用于那些允许稀释或流体量增加的情况。被 加热流体通常是水。蒸汽直接喷射很少用于那些会发生化学反应的情况，例如溶液稀释后发生反应并降低 产品性能的场合。 在整个工业中，蒸汽直接喷射加热应用最广泛的是锅炉给水箱加热。之所以选择这种方式主要是它简 单，不需要换热面或蒸汽疏水阀，而且不用考虑冷凝水回收系统。 蒸汽耗量计算： 在直接喷射加热中，热量传递的方式与非直接接触式的换热器不同，蒸汽直接的与制程流体直接接触 换热，因此蒸汽中含有的可用热量须用不同的方法计算。 公式2.11.1给出了计算方法: Q ms = c ) 公式2.11.1 h - (T g p 式中： m = 平均蒸汽流量 (kg/ s)； s Q = 平均换热功率 (kJ / s)； hg = 蒸汽焓 (取控制阀前的压力) (kJ / kg)； T = 水的最终温度 (℃)； c = 水的比热 (kJ/ (kg·℃))。 p 焓 公式2.11.1表示蒸汽喷射利用了蒸汽中所有的蒸发焓 （或潜热）和部分液体 ，使用的液体焓的多少 取决于被加热水的最终温度。 间接加热和直接蒸汽喷射的主要区别是，制程流体的体积（和质量）增加了，增加部分为喷射进来的 蒸汽的量。 其它的区别是，当计算蒸汽盘管内的蒸汽流量的时候，考虑的是盘管内的蒸汽压力；但是对蒸汽喷射 来说，考虑的是控制阀前的压力。 在有些情况下（如液体表面没有到达溢流管的液面），随着时间的增加，蒸汽直接喷射会增加液体的 静压头，但是，这部分增加非常少，在计算中通常不考虑。 影响传热率的因素 在公式2.11.1中，蒸汽耗量直接与需要的热量相关。除非蒸汽喷射系统的设计能保证最大换热效率， 否则蒸汽汽泡可能直接在液体表面破裂并逃逸到大气中去，蒸汽中含有的热量有一部分会损失到大气环境 下，实际的换热率要低于预期值。 对那些浸入式盘管，系统启动时的最大换热量取决于通过控制阀和相关管道的蒸汽量以及盘管表面的 最大允许换热量。 在直接加热中，理论的启动时的最大换热量取决于通过控制阀和管道以及喷射器的最大流量，但是， 与上面类似，它同样取决于以下因素： 蒸汽气泡的大小 - 蒸汽气泡的冷凝要取决于这些气泡表面的热传递。为保证蒸汽气泡完全冷凝，表 面面积与体积的比值必须尽可能大。单位体积的小气泡的表面积要比大气泡的表面积大的多，因此， 要冷凝得快，需要产生很小的气泡。气泡形成的压差（蒸汽管道和蒸汽喷入点处压力差）同样会影响