Федеральное агенство по рыболовству

Федеральное государственное бюджетноеобразовательное учреждение

Высшегопрофессионального образования

«Астраханский государственный технический университет»

Институт морских технологий, энергетики и транспорта

Кафедра «Теплоэнергетика»

«Типы и Виды теплообменных аппаратов»

Пояснительная записка к курсовой работе по дисциплине

«Современные проблемы энергетики»

Работу выполнила:

Студентка группы ТЕТ – 11

Телешева Асель

Руководитель:

Проф. Ильин Р.А.

Защищено с оценкой:

Астрахань – 2013 г.

Содержание

Теплообменные аппараты

Типы теплообменников

Теплообменники типа «труба в трубе»

Теплообменные аппараты

Теплообменные аппараты подразделяются: по назначению — на теплообменники (Т), холодильники (X), конденсаторы (К), испарители (И);по конструкции — на аппараты с неподвижными трубными решетками (Н) и аппараты с температурным компенсатором на кожухе (К). В аппаратах применяются как гладкие трубы (Г), так и трубы с накатными кольцевыми канавками — диафрагмированные трубы (Д). Аппараты могут эксплуатироваться в районах с умеренным и тропическим климатом.

Типы теплообменников

Существует большое количество теплообменников. Они применяются в самых различных агрегатах, таких, как паросиловые установки, технологические аппараты химических производств, отопительные системы зданий (гладкотрубные отопительные приборы), системы кондиционирования воздуха, холодильные установки, транспортные силовые установки автомобилей, судов и самолетов. Рассмотрим основные типы оборудования, применяемого в перечисленных агрегатах.

Большинство теплообменников можно классифицировать, объединяя их в группы в соответствии со схемой движения теплоносителей через теплообменник. Четыре наиболее часто реализуемые схемы движения теплоносителей:

- прямоточная, или параллельное движение теплоносителя. При такой схеме два потока теплоносителей входят с одной и той же стороны

теплообменника, проходят через теплообменник в одном направлении и выходят вместе с другой стороны теплообменника;

- противоточная, или встречное, движение теплоносителя. При такой схеме два потока жидкости движутся в противоположных направлениях;

- одноходовые перекрестно-точные теплообменники. При этой схеме один теплоноситель движется через матрицу теплообменной поверхности под прямым углом по отношению к направлению движения другого теплоносителя;

- многоходовые перекрестно-точные теплообменники. В них поток одной жидкости многократно пересекает то в одном, то в противоположном направлении поток другой жидкости, обычно создавая перекрестное приближение к противотоку.

Характеристикой каждой из схем движения является относительная величина поверхности теплообмена, необходимая для обеспечения данного повышения температуры при данной разности температур двух потоков жидкости, входящих в теплообменник. Прямоточный теплообменник применяют в области небольшим процентом разности температур двух поступающих в теплообменник потоков. Теплообменник противоточного типа требует наименьшей поверхности теплообмена во всем возможном диапазоне изменения разности температур входящих в теплообменник жидкостей и это единственный тип теплообменника применяемый в области, в которой изменения температур в одном или обоих потоках теплоносителей приближаются к разности температур входящих в теплообменник потоков.

По назначению теплообменники классифицируют на паровые котлы, парогенераторы, конденсаторы, излучатели, испарители, градирни, регенераторы, рекуператоры, нагреватели и холодильники. Опишем наиболее распространенные конструкции теплообменников.

 

Паровые котлы

Паровые котлы используются для получения пара в паросиловых установках и представляют самый ранний объект применения инженерных принципов расчета теплообменных аппаратов. Существует огромное разнообразие котлов от маленьких сравнительно простых агрегатов до гигантских сложных котлов.

На стенках топки располагают ряды труб, которые окружают зону горения, и огромная площадь поверхности нагрева в виде больших пучков труб оказывается в зоне непосредственного воздействия горячих газов.

Термин парогенератор часто употребляют применительно к котлам, в которых источником тепла служат не горячие продукты сгорания, а поток другого теплоносителя. В качестве примера можно привести парогенератор для ядерной энергетической установки с реактором, охлаждаемым водой где вода, выходящая из реактора при высокой температуре и под большим давлением, циркулирует по U-образным трубам, а в межтрубном пространстве под действием естественной конвекции циркулирует снизу вверх кипящая вода, проходящая между труб, где образуется пар при температуре, и давлении, значительно меньшем, чем в циркуляционном контуре воды в реакторе.

Конденсаторы

Применяются для того, чтобы пар конденсировался не в цилиндрах машины, а вне их. За счет них в несколько раз повысили термический к. п. д. паровых машин.

Кожухотрубные теплообменники

Основу теплообменных аппаратов, называемых кожухотруопымн, составляют круглые трубы, заключенные в цилиндрический кожух так, что оси труб и кожуха параллельны. Такие теплообменники используются в качестве самых различных нагревателей и холодильников, включая маслоохладители в энергетических установках и технологические аппараты в нефтеперерабатывающей и химической промышленности.

Холодильники

Атмосфера является удобным тепловым стоком в случаях, когда необходимо отводить тепло от охлаждаемого объекта, температура которого на ~50°С или больше превышает температуру окружающей среды или когда нет достаточного количества охлаждающей воды.

Радиаторы (излучатели)

Термин «радиатор» обычно применяют к семейству теплообменников, используемых для рассеяния тепла в окружающее пространство. Автомобильные радиаторы представляют теплообменники с перекрестным током, в которых изменение температуры любого теплоносителя мало по сравнению с разностью температур теплоносителей. Аппараты практически такой же конструкции используются в качестве конденсаторов в холодильных установках или системах кондиционирования воздуха, а снабженные вентиляторами, они применяются для обогревания больших открытых помещений.