2.5.3.6. Классификация конструктивной компоновки аппаратов в теплообменнике.

Если в теплообменнике несколько аппаратов, то они могут располагаться независимо, каждый на отдельном фунда­менте, на этажерке, в виде секции (секций), каждая из которых жестко связывает несколько аппаратов, в блоке, т. е. жёстко в одном наружном ограждений (кожухе, коробе и т. д.).

2.5.3.7. Классификация схем тока сред в теплообменнике и в теплообменном аппарате.

Классификация схем тока сред едина как для теплообменников, так и для теплообменных аппаратов. В классификацию заложены следующие основные понятия: элемент, пара, ряд, комплекс теплообменных поверхностей (ТП).

Иерархия и последовательность фрактального синтеза схем тока сред в теплообменном аппарате и в теплообменнике показана на рис. 2.5.2.

С хема тока сред в теплообменном аппарате бывает эле­ментарной, т. е. с точки зрения теплопередачи понятия «теплообменный аппарат» и «теплопередающий элемент» совпадают. Это имеет место, например, в противоточных, прямоточ­ных аппаратах без перегородок, в аппаратах смешанного и од­нократного перекрестного тока и ряде других аппаратов. В ряде случаев (в аппаратах с многократ­ным перекрестным током, аппаратах параллельного тока с по­перечными перегородками и др.) теплообменный аппарат представляет собой пару, ряд или комплекс ТП. Каждая из них представляет собой элемент либо более сложную фрактальную схему, которая в свою очередь может являться совокупностью пар, рядов либо комплексов других теплообменных поверхностей, различающихся схемами тока сред.

Теплообменник в частном случае может состоять из одного теплообменного аппарата. В общем случае он состоит из нескольких аппаратов, связанных между собою как пара, ряд или комплекс. К нему, как и к теплообменному аппарату применимы иерархические и фрактальные принципы синтеза схем тока сред.

Поэтому классификация схем тока сред в теплообменном аппарате и в теплообменнике в общем случае является классификацией эле­ментарных схем тока сред (элементов), пар, рядов и комплексов ТП. Классификация этих схем тока сред рассматривается ниже.

2.5.3.8. Классификация схем тока сред в элементе.

Классификация элементарных схем тока сред приведена на рис. 2.5.3.

Элементарные схемы тока (схемы тока сред в элементе) подразделяются на три группы:

с постоянной температурой обеих сред (t_о = const, t_в = const) , например, конденсаторы-испарители индивидуальных веществ;

с постоянной температурой одной из сред, напри­мер, конденсаторы (t_о = const,

t_о >t_вк> t_вн) и испарители (t_в = const, t_он> t_ок> t_в) индивидуальных веществ;

с переменной температурой обеих сред (t_он> t_ок, t_вк> t_вн).

Здесь и далее t_о, t_он,t_ок – постоянная, начальная и конечная температуры среды, отдающей тепло, t_в, t_вн,t_вк – то-же для среды, воспринимающей тепло.

Последняя группа схем наиболее разнообразна и в свою очередь делится на схемы параллельного и перекрестного тока. Схемы параллельного тока включают противоток, прямоток и реверсивный ток (множество схем).

Противоток (нем. Gegenstrom, англ. Countercurrent flow. Counter flow) – движение двух сред в элементе параллельно друг другу в противоположных направлениях.

Прямоток (нем. Gleichstrom, англ. Cocurrent flow. Parallel flow) – движение двух сред в элементе параллельно друг другу в противоположных направлениях.

Возможны два типа ревер­са сред при реверсивном токе в элементе:

о днонаправленный реверс, или реверс «пила»

р азнонаправленный реверс, или реверс «волна»

Схемы реверсивного разнонаправленного тока в литературе называют схемами смешанного тока. Они бывают с четным и не­четным числом ходов (реверсов) М, причём поверхности каж­дого из них могут быть равными (одинаковыми) и неравными. В кожухотрубчатых аппаратах М є [2, 12], в аппаратах других конструкций встречается М>12. Различаются также схемы с пе­ремешиванием одной и обеих сред.

С хемы реверсивного однонаправленного тока по всем при­знакам, кроме вида реверса, аналогичны схемам смешанного тока. Схемы тока с реверсом обеих сред не являются элементарными, поэтому здесь не рассматриваются.

Рис. 2.5.3. Классификация элементарных схем тока сред.

Перекрёстный ток или поперечный ток (нем. Kreuzstrom, англ. Cross flow.) – движение двух сред в теплопередающем элементе во взаимно-перпендикулярных направлениях.

Схемы пере­крестного тока (элементарной схемой является лишь однократный перекрестный ток) делятся на схемы с перемешиванием обеих сред, с перемешиванием одной среды, без перемешивания сред.

Схемы многократного перекрестного тока являются парами либо рядами элементов с однократным перекрестным током, поэтому здесь не рассматриваются. Рисунки наиболее распространенных эле­ментарных схем тока приведены на рис. 2.5.3.