Введение
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.