Теплоносители. Водяной пар как основной теплоноситель. Влажный, сухой, насыщенный и перегретый пар. Теплосодержание водяного пара

В фармацевтической технологии прямые источники тепла (дымовые или топочные газы, электрический ток) применяются редко. В качестве теплоносителем применяются водяной пар, горячая вода, минеральные масла. Основным теплоносителем является водяной пар. Он вырабатывается в паровых котлах. Как теплоноситель пар имеет следующие достоинства: · доступный теплоноситель; · безопасен в пожарном отношении; · нетоксичен; · обладает высоким коэффициентом теплоотдачи (1 кг пара выделяет 540 ккал тепла); · возможность регулирования температуры; · пар легко транспортируется по паропроводам за счет собственного давления; · обеспечивает равномерность нагрева.

Насыщенный пар - это пар, имеющий максимальные плотность и упругость при определенных давлении и температуре, при которых в паровом пространстве находится максимально возможное количество молекул. Насыщенный водяной пар может быть влажным и сухим. Влажным насыщенным паром называется пар, образовавшийся при незаконченном парообразовании и состоящий из смеси пара с капельками воды (t влажного насыщенного пара равна t кипящей воды). Сухим насыщенным паром называется пар, образовавшийся при законченном парообразовании (его t также равна t кипящей воды). При нагревании «острым» паром его вводят в обогреваемый объект по трубе или барботеру (труба с многочисленными отверстиями). При этом пар отдаёт свое тепло и конденсируется. При использовании «острого» пара кроме нагревания происходит и перемешивание жидкости. Нагревание «острым» паром применяется в тех случаях, когда разбавление жидкости водой не имеет существенного значения. При нагревании «глухим» паром обогреваемый объект не соприкасается с паром, тепло передается ч/з стенку теплообменника. Теплосодержание водяного пара – это кол-во тепла, которое получает вода при нагревании до кипения.

Где Q – количество тепловой энергии, которое содержит вода при нагревании от 00 до 1000 С, кДж/кг или ккал/кг; с – теплоемкость воды, - 4,1868 кДж/кг*град или 1 ккал/кг*град; (t100 – t0) – разность температур.

Вода - как теплоноситель используется реже пара, так как имеет ряд недостатков: · коэффициент теплоотдачи горячей воды ниже, чем у пара ≈ в 500 раз · температуру воды регулировать трудно · для транспортировки воды необходим расход энергии. Горячую воду получают в водогрейных котлах или в бойлерах (паровой водонагреватель). Применяются бойлеры для нагревания до температур не более 100 ̊С. Минеральные масла как теплоносители позволяют проводить нагрев до 250 - 300° С. Это наиболее дешевые теплоносители. Недостаток: низкий коэффициент теплоотдачи, подверженность термическому разложению и окислению. Расход пара при нагревании. Направление движения теплоносителей (прямоток, противоток, перекрестный ток, смешанный ток) и его влияние на интенсивность теплообмена.