Теплообменные аппараты
Теплообменными аппаратами (теплообменниками) называется устройства, предназначенные для обмена теплом между греющей и обогреваемой рабочими средами.
Рассматривают следующие классификации теплообменных аппаратов:
По назначению: подогреватели, конденсаторы, охладители, испарители, парообразователи.
По принципу действия: поверхностные и смесительные.
В аппаратах поверхностного типа теплоносители ограничены твердыми стенками, частично или полностью участвующими в процессе теплообмена между ними. Поверхностью нагрева называется часть поверхности этих стенок, через которую передается тепло.
Рекуперативными называются такие теплообменные аппараты, в которых теплообмен между теплоносителями происходит через разделительную стенку. При теплообмене в аппаратах такого типа тепловой поток в каждой точке поверхности разделительной стенки сохраняется постоянное направление.
Регенеративными называются такие теплообменные аппараты, в которых два или более теплоносителей поперечно соприкасаются с одной и той же поверхностью нагрева. Во время соприкосновения с различными теплоносителями поверхность нагрева или получает тепло и аккумулирует его, а затем отдает, или наоборот сначала отдает аккумулированное тепло и охлаждает, а затем нагревается. В разные периоды теплообмена направление теплового потока в каждой точке поверхности нагрева изменяется на противоположное.
Смешивающими называются такие теплообменные аппараты, в которых тепло – и массообмен происходит при непосредственном контакте и смешении теплоносителей.
Теплообменные аппараты смешивающего типа.
Широкое применение в промышленности нашли смешивающие теплообменные аппараты, в которых тепло – и массообмен происходит без разделительной стенки между ними. По принципу работы это в большинстве аппараты непрерывного действия. Название аппаратов определяется их назначением. Кондиционеры применяются для термовлажной обработки воздуха в установках кондиционирования.
Скрубберы применяются для очистки воздуха или газов от пыли, золы, смолы и прочие посредством промывки их водой.
Градирня применяется для охлаждения циркуляционной воды от конденсаторов паровых турбин за счет тепло- массообмена ее с воздухом.
Конденсаторы и смешивающие подогреватели используются для нагрева жидкости за счет тепла воздуха, газа или пара.
Типы теплообменников:
полые и безнасадочные колонны или камеры в которых распыление жидкости в газовую среду осуществляется форсунками; соприкосновение между жидкостью и газом при этом происходит на поверхности образующихся капель жидкости.
|
1 - Водяной насос 2 – форсунки 3 – сепараторы 4 – подогреватель воздуха 5 – центробежный и осевой вентиляторы 6 - электродвигатель |
Рис. 8.1 Безнасадочные колонны |
Каскадные аппараты, имеющие внутри горизонтальные либо наклонные полки или перегородки, по которым жидкость перетекает сверху вниз под действием гравитационных сил.
Рис. 8.2 Каскадные аппараты |
1- Распыление воды 2- Деление воды 3- Каскады воды |
Насадочные колонны, в которых соприкосновение газа с жидкостью происходит на смоченной поверхности насадки.
Рис. 8.3 Насадочные колонны
1- Вентилятор
2- Форсунки
3- Вход воды
4- Насадка
5- Вход воздуха
Струйные смесительные аппараты, в которых вода нагревается эжектирующим или эжектируемым паром.
Рис. 8.4 Струйные смесительные аппараты
1- Смеситель
2- Сопла
3- Пар
Пленочные подогреватели смешивающего типа. В них происходит нагревание воды водяным паром до температуры близкой к температуре насыщения пара.
Рис. 8.5 Пленочные подогреватели
Пенные аппараты, применяются для улавливание из газов плохо смачиваемой пыли.
Рис. 8.6 Пенные
аппараты