§ 10.   Назначение и конструкции судовых паровых котлов

Понятие о тепловых процессах, происходящих в котле. Судовым котлом называется агрегат, в котором за счет тепловой энергии, образующейся при сгорании топлива, происходит превращение котельной воды в пар с давлением выше атмосферного. Рабочими веществами в котле являются: воздух, топливо, продукты сгорания топлива (горячие газы), вода и пар.

По принципу действия котел является сложным теплообменным аппаратом, в котором происходят физические явления, связанные с процессами теплообмена и циркуляции воды, пара и пароводяной смеси.

Сущность процесса теплообмена заключается в том, что тепло от среды, имеющей высокую температуру (горячие газы), передается среде с низкой температурой (котельная вода, пар и воздух). Теплообмен в котлах происходит через стенки труб и камер, являющихся поверхностями нагрева, и осуществляется тремя способами: тепловым излучением, конвекцией и теплопроводностью. Совместное действие этих трех способов передачи тепла называется теплопередачей. Распространение тепла в воде и паре происходит главным образом конвекцией. Частицы жидкости (пара), находящиеся в непосредственном соприкосновении с поверхностями нагрева, получают от них тепло, нагреваются, становятся более легкими и поднимаются вверх, отдавая часть своего тепла и уступая место соседним, более холодным, а значит и более тяжелым частицам. Вследствие этого происходит движение частиц жидкости в виде восходящих и нисходящих потоков и осуществляется теплообмен внутри массы жидкости (воды и пара). Такое явление непрерывного перемещения частиц воды и пара носит название естественной циркуляции.