Введение
ТЕПЛООБМЕННИКИ (ТА)
Теплообменные аппараты.
Теплообменными аппаратами называют устройства для передачи теплоты от одного теплоносителя (теплоотдающего) к другому (тепловоспринимающему).
В зависимости от назначения теплообменные аппараты называют подогревателями, испарителями, паропреобразователями, конденсаторами, холодильниками, радиаторами и т.д.
По принципу действия теплообменные аппараты (теплообменники) могут быть разделены на смесительные (контактные) и поверхностные, которые в свою очередь подразделяются на регенеративные и рекуперативные.
Регенеративными (рис.1) называются теплообменники, в которых одна и та же поверхность нагрева 3 через определенные промежутки времени омывается то горячим 1, то холодным 2 теплоносителем. В качестве поверхности теплообмена в регенеративном теплообменнике используется теплоаккумулирующая насадка, элементы которой, например, в виде шаров, решеток, колец, образуют каналы сложной формы для прохождения теплоносителей. Поверхность теплообмена регенеративного теплообменника может быть выполнена переключающейся через определенный момент времени (рис.1) или вращающейся.
Рис. 1
Таким образом, во время соприкосновения с горячим теплоносителем стенка (насадка) нагревается, т.е. аккумулирует теплоту, а во время соприкосновения с холодным теплоносителем отдает ему теплоту и охлаждается. К таким аппаратам относятся воздухоподогреватели газотурбинных установок, мартеновских и доменных печей.
Рекуперативными (рис.2) называются теплообменники, в которых горячая 1 и холодная 2 среда протекают одновременно и теплота передается через разделяющую их стенку 3. Этот вид теплообменников наиболее распространен и применяется в различных областях техники (котлы, подогреватели, испарители, конденсаторы и др.).
Рис.2
Смесительные (контактные) теплообменники (рис.3) предназначены для осуществления тепло- и массообменных процессов при непосредственном соприкосновении теплоносителей.
рис.3
В контактных ТА смесительного типа горячий 1 и холодный 2 теплоносители перемешиваются. В барботажных ТА горячий воздух, проходя через слой воды, разрывает ее поток на отдельные пленки и при непосредственном контакте с водой охлаждается. К таким теплообменным аппаратам относятся оросительные полые, насадочные и барботажные аппараты. Смесительные теплообменники получили широкое распространение в химической, металлургической, пищевой промышленности (скрубберы, кондиционеры и т.п.).
В ТА могут протекать различные процессы теплообмена: нагрев, охлаждение, кипение, конденсация, вымораживание и т.д. В зависимости от этих процессов ТА делят на подогреватели, охладители, испарители, конденсаторы и т.д.
Теплообменный аппарат. Виды теплообменных аппаратов. Классификация теплообменных аппаратов
*источник http://fb.ru/
| Site: | Электронный университет КГЭУ - виртуальная образовательная среда |
| Course: | Б2.В.3 Теплопередача в промышленных аппаратах |
| Book: | Введение |
| Printed by: | Guest user |
| Date: | Friday, 17 May 2024, 2:44 PM |
Теплообменные аппараты.
Теплообменными аппаратами называют устройства для передачи теплоты от одного теплоносителя (теплоотдающего) к другому (тепловоспринимающему).
В зависимости от назначения теплообменные аппараты называют подогревателями, испарителями, паропреобразователями, конденсаторами, холодильниками, радиаторами и т.д.
По принципу действия теплообменные аппараты (теплообменники) могут быть разделены на смесительные (контактные) и поверхностные, которые в свою очередь подразделяются на регенеративные и рекуперативные.
Рис. 1
Регенеративными (рис.1) называются теплообменники, в которых одна и та же поверхность нагрева 3 через определенные промежутки времени омывается то горячим 1, то холодным 2 теплоносителем. В качестве поверхности теплообмена в регенеративном теплообменнике используется теплоаккумулирующая насадка, элементы которой, например, в виде шаров, решеток, колец, образуют каналы сложной формы для прохождения теплоносителей. Поверхность теплообмена регенеративного теплообменника может быть выполнена переключающейся через определенный момент времени (рис.1) или вращающейся.
Таким образом, во время соприкосновения с горячим теплоносителем стенка (насадка) нагревается, т.е. аккумулирует теплоту, а во время соприкосновения с холодным теплоносителем отдает ему теплоту и охлаждается. К таким аппаратам относятся воздухоподогреватели газотурбинных установок, мартеновских и доменных печей.
Рекуперативными (рис.2) называются теплообменники, в которых горячая 1 и холодная 2 среда протекают одновременно и теплота передается через разделяющую их стенку 3. Этот вид теплообменников наиболее распространен и применяется в различных областях техники (котлы, подогреватели, испарители, конденсаторы и др.).
Рис.2
Смесительные (контактные) теплообменники (рис.3)
предназначены для осуществления тепло- и массообменных процессов при
непосредственном соприкосновении теплоносителей.
В контактных ТА смесительного типа горячий 1 и холодный 2 теплоносители перемешиваются. В барботажных ТА горячий воздух, проходя через слой воды, разрывает ее поток на отдельные пленки и при непосредственном контакте с водой охлаждается. К таким теплообменным аппаратам относятся оросительные полые, насадочные и барботажные аппараты. Смесительные теплообменники получили широкое распространение в химической, металлургической, пищевой промышленности (скрубберы, кондиционеры и т.п.).
В ТА могут протекать различные процессы теплообмена: нагрев, охлаждение, кипение, конденсация, вымораживание и т.д. В зависимости от этих процессов ТА делят на подогреватели, охладители, испарители, конденсаторы и т.д.
Типы рекуперативных ТА
По взаимному направлению движения теплоносителей рекуперативные теплообменники разделяют на прямоточные, противоточные, с перекрестным или смешанным током.
По роду теплоносителя различают теплообменники: жидкость – жидкость, пар – жидкость, пар – пар, газ – жидкость, пар – газ, газ – газ.
В зависимости от изменения агрегатного состояния теплоносителей теплообменники делят: без изменения агрегатного состояния, с изменением агрегатного состояния одного теплоносителя, с изменением агрегатного состояния обоих теплоносителей.
По характеру движения теплоносителей относительно теплопередающей поверхности теплообменники делят на три типа: с естественной циркуляцией, с принудительной циркуляцией, с движением жидкости под действием сил гравитации. К теплообменным аппаратам с естественной циркуляцией относятся агрегаты, у которых теплоноситель движется благодаря разности плотностей жидкости и образующейся парожидкостной смеси (испарители, выпарные аппараты, водогрейные и паровые котлы). К ТА с принудительной циркуляцией относятся, например, рекуперативные теплообменники. К ТА с движением жидкости под действием сил гравитации относятся конденсаторы, оросительные теплообменники.
По роду теплового режима теплообменники могут быть со стационарными и нестационарными процессами теплообмена. Регенеративные ТА в основном работают в нестационарном режиме, а рекуперативные – в установившемся стационарном режиме.
По конструктивным признакам рекуперативные теплообменники делят: кожухотрубные с прямыми гладкими трубами, кожухотрубные с оребренными трубами, кожухотрубные*, секционные ""*, змеевиковые, спиральные,*.
*
___________________________
*сайт www.youtube.com
По способу компенсации температурных удлинений рекуперативные теплообменники классифицируют: без компенсации (жесткая конструкция), с компенсацией упругим элементом (полужесткая конструкция), с компенсацией в результате свободных удлинений ().
По виду кожуха, ограничивающего теплопередающую поверхность, рекуперативные теплообменники делят следующим образом: с коробчатым кожухом, кожухотрубные, кожухотрубные с компенсатором на кожухе, не имеющие ограничивающего кожуха (оросительные аппараты).
По ориентации теплопередающей поверхности в пространстве аппараты могут быть вертикальными, горизонтальными и наклонными.
По принципу монтажа ТА разделяют на автономные, навешенные и встроенные.
По числу теплоносителей теплообменники классифицируют на двухпоточные (рис. 4 а), трехпоточные (рис. 4 б) и многопоточные (рис. 4 в и г)
