30) Интенсификация теплопередачи и тепловая изоляция.

Для интенсификации теплопередачи в теплообменниках с трубчатой поверхностью особое значение имеет правильный подбор ( выбор) диаметра трубы. В наибольшей степени изменение диаметра влияет на теплоотдачу при внешнем обтекании трубы. Уменьшение диаметра труб приводит не только к уменьшению общих габаритных размеров пучка, но и к увеличению числа труб, что усложняет и удорожает изготовление теплообменного аппарата. Уменьшение диаметра труб и шага их разбивки лимитируется также возрастанием сопротивления.

Для интенсификации теплопередачи в теплообменниках с трубчатой поверхностью уменьшается диаметр трубы. В наибольшей степени изменение диаметра влияет на теплоотдачу при внешнем обтеканий трубы. Уменьшение диаметра труб приводит не только к уменьшению общих габаритных размеров пучка, но и к увеличению числа труб, что усложняет и удорожает изготовление теплообменного аппарата. Уменьшение диаметра труб и шага их разбивки лимитируется также возрастанием сопротивления.

Возможности интенсификации теплопередачи ванне в процессе РОМЕЛТ, по мнению А. Б. Усачева, не исчерпаны.

Эффект интенсификации теплопередачи в трансформаторном и касторовом маслах наблюдается также в электрическом поле постоянного тока, причем в последнем случае этот эффект более значителен, чем при переменном токе.

Простейшим способом интенсификации теплопередачи является усиление циркуляции среды у поверхности теплообмена. В этом случае интенсификация теплообмена связана с затратой механической работы.

При необходимости интенсификации теплопередачи и создания компактных теплообменников весьма широко применяют ребристые поверхности. На рис. 7.2 показаны сребренные трубы, используемые при продольном ( вид б - прямоток, противоток) и поперечном ( вид в - перекрестный ток) движении теплоносителей. Цель здесь - развитие теплопередающей поверхности в зоне движения одного из теплоносителей - того, со стороны которого интенсивность теплоотдачи ниже и подлежит увеличению. Чаще всего применяют наружное оребрение труб, так как внутреннее ( вид а) - сложнее в изготовлении, к тому же достигнутое здесь увеличение теплообменной поверхности сравнительно невелико.

31) Теплообменные аппараты: их виды, принцип работы и области применения.

Теплообменник, теплообменный аппарат — устройство, в котором осуществляется передача теплоты от горячего теплоносителя к холодному (нагреваемому). Теплоносителями могут быть газы, пары, жидкости. В зависимости от назначения теплообменные аппараты используют как нагреватели и как охладители. Применяется в технологических процессах нефтеперерабатывающей, нефтехимической, химической, газовой и других отраслях промышленности, в энергетике и коммунальном хозяйстве.

Основные понятия, касающиеся теплопередающих устройств

Теплообменник – устройство для передачи тепла от одного теплоносителя к другому. Теплообменный аппарат – автономное теплопередающее устройство, состоящее из теплопередающего элемента (элементов) и полостей для движения теплоносителей. Имеет устройства для входа и выхода теплоносителей. Число, состав и схема соединения элементов в аппарате могут быть любыми. Система теплообменников – совокупность теплообменников, расположенных в ряд, параллельно либо в любой другой последовательности. Теплообменники в системе отличаются составом теплоносителей.

Основные типы

Теплообменники по способу передачи теплоты подразделяют на поверхностные, где отсутствует непосредственный контакт теплоносителей, а передача тепла происходит через твёрдую стенку, и смесительные, где теплоносители контактируют непосредственно. Поверхностные теплообменники в свою очередь подразделяются на рекуперативные и регенеративные, в зависимости от одновременного или поочерёдного контакта теплоносителей с разделяющей их стенкой.

Рекуперативный теплообменник — теплообменник, в котором горячий и холодный теплоносители движутся в разных каналах, в стенке между которыми происходит теплообмен. При неизменных условиях параметры теплоносителей на входе и в любом из сечений каналов, остаются неизменными, независимыми от времени, т.е процесс теплопередачи имеет стационарный характер. Поэтому рекуперативные теплообменники называют также стационарными.

Регенеративные теплообменники

В регенеративных поверхностных теплообменниках теплоносители (горячий и холодный) контактируют с твердой стенкой поочерёдно. Теплота накапливается в стенке при контакте с горячим теплоносителем и отдаётся при контакте с холодным.

Смесительный теплообменник (или контактный теплообменник) — теплообменник, предназначенный для осуществления тепло- и массообменных процессов путем прямого смешивания сред (в отличие от поверхностных теплообменников). Наиболее распространены пароводяные струйные аппараты ПСА — теплообменники струйного типа, использующие в своей основе струйный инжектор[4]. Смесительные теплообменники конструктивно устроены проще, нежели поверхностные, более полно используют тепло. Однако, пригодны они лишь в случаях, когда по технологическим условиям производства допустимо смешение рабочих сред.

Большое применение контактные теплообменники находят в установках утилизации тепла дымовых газов, отработанного пара и т.п.