1. Теплоносители и их свойства.

Теплообменные аппараты- это устройства, в которых энергия от одного вещества (теплоносителя) передается в виде теплового потока другому теплоносителю.

Теплоносители подразделяются:

• Дымовые газы

• Вода и другие жидкости

• Водяной пар и пары других жидкостей

• Воздух и другие газы

• Хладагенты

Теплофизические свойства теплоносителей:

• Плотность ( кг/м³)

• Теплоемкость (кДж/кг* К), С_р

• Теплопроводность λ, (Вт/м²*К) (чем выше λ, тем выше α)

• Теплота парообразования r, (кДж/кг*К)

• Температура насыщения t_н =f(P)

Теплоносители должны быть не пожаро-, не взрывоопасны, нетоксичны, и быть достаточно доступны и дешевы.

2. Классификация та . Коэффициент сохранения тепла аппаратом.

Регенеративные подогреватели – такие, в которых теплоносители движутся по каналам не одновременно, а последовательно. Сначала горячий разогрев аккумулирует объект теплоносителя, затем холодный нагревается теплоноситель.

Рекуперативные- оба теплоносителя движутся одновременно по разные стороны разделяющей их поверхности.

Рекуператоры: по организации делятся на :

• Трубчатые: горизонтальные и вертикальные

• Пластинчатые

По организации взаимного движения теплоносителей:

• П рямоток

• П ротивоток

• П ерекрестный ток

• С мешанный

Для изготовления ТА используют материалы: сталь ( углеродистая, нержавейка, легированная), цветные металлы (латунь), неметаллические материалы (керамика, стекло).

Работа ТА характеризуется коэффициентам сохранения (удержания) теплоты аппаратом .

Уравнение теплового баланса ТА :

где Q_г- количество тепла, отданное горячим теплоносителем.

Q_х- количество теплоты, воспринятое холодным теплоносителем.

Q_пот- потери ТА в окружающую среду.

Следовательно, коэффициент сохранения теплоты аппаратом рассчитывается:

Этот коэффициент при правильной организации системы изоляции равен: η= 0,95…0,98

3. Рекуперативные та, работающие без изменения агрегатного состояния теплоносителей (кожухотрубные, секционные, пластинчатые)

Теплообменники, работающие без изменения агрегатного состояния обоих теплоносителей подразделяются:

• Кожухотрубные

• Секционные

• Пластинчатые

1. Кожухотрубные ТА:

Недостатком кожухотрубных аппаратов является то, что площадь живого межтрубного больше чем площадь живого сечения трубы:

f _м.тр.> f_тр.; α_м.тр. < α_тр.

Низкий α_м.тр приводит к тому, что снижается к-т теплопередачи К. отсюда следует, что повышается поверхность теплообмена.

Для снижения этого эффекта, т.е. для повышения скорости в межтрубном пространстве в нем устанавливаются перегородки (сегментные и кольцевые).

Для повышения скорости теплоносителя в трубах, ТА выполняются многоходовыми по трубному пространству. Число ходов Z=2,4,6,8,….

2. Секционные ТА:

Диаметр труб секционного ТА может быть 16х1, что значительно меньше диаметра труб кожухотрубного ТА, что делает более компактным пучок труб в секции, а значительно меньше площадь жилого сечения межтрубного пространства, что способствует при приблизительно одинаковых расходах теплоносителей примерному равенству скоростей в трубном и межтрубном пространстве.

Это делает более высоким коэффициент теплоотдачи в межтрубном пространстве, а значит и коэффициент теплопередачи. В результате поверхность теплообмена становится меньше, ТА компактнее. ТА набираются из нескольких секций до необходимой поверхности теплообмена. Длина каждой секции не более 5 мм.

3. Пластинчатые ТА:

Преимущества:

Размеры каналов сечения невелики, что способствует высокому уровню скоростей, а значит более высокая интенсивность теплоотдачи, уменьшение поверхности т/о (F). Аппараты пластинчатые компактны, а значит , сравнительно дешевы.

Пластинчатые ТА могут выполняться:

• Сварными соединениями

• Фланцевыми соединениями

В качестве теплоносителя используется газ, жидкость.