27. Классификация теплообменных аппаратов

Устройства, предназначенные для передачи теплоты от одной среды к другой, называются теплообменными аппаратами.

В современной технике применяются самые разнообразные конструкции теплообменных аппаратов. По принципу действия они делятся на поверхностные и смесительные.

К поверхностным теплообменным аппаратам относятся рекуперативные и регенеративныетеплообменные аппараты.

В рекуперативных теплообменныхаппаратах греющая и нагреваемая жидкости (теплоносители) протекают одновременно и теплота передаётся через разделяющую их стенку (паровые котлы, испарители, поверхностные конденсаторы, водяные экономайзеры и т. п.).

В регенеративных теплообменныхаппаратах одна и та же поверхность нагрева омывается то горячей, то холодной жидкостью. При протекании горячей жидкости теплота воспринимается стенками аппарата или насадкой и в них аккумулируется, при протекании же холодной жидкости эта аккумулированная теплота передаётся холодной жидкости. Примером таких аппаратов являются регенераторы мартеновских и стеклоплавильных печей, воздухоподогреватели доменных печей, специальные воздухоподогреватели и т. п.

В смесительных теплообменных аппаратах (градирнях конденсаторах, скрубберах и др.) теплообмен происходит при непосредственном смешении теплоносителей. В этих теплообменных аппаратах теплопередача протекает одновременно с .

Преимуществами рекуператоров являются их герметичность и возможность работы при значительных разностях давления греющей и нагреваемой сред.

Преимуществом регенераторов является их компактность а аппаратов смешения — их компактность и простота.

28. Уравнения теплового баланса и теплопередачи

Конструктивный и поверочный расчёты теплообменных аппаратов основаны на использовании уравнения теплопередачи и уравнения теплового баланса, которые в дифференциальном виде запишутся так:

Где

элементарное количество теплоты, передаваемой через поверхность от горячего теплоносителя к Холодному

массовые расходы теплоносителей

удельные теплоёмкости теплоносителей

коэффициент теплопередачи

Коэффициент теплопередачи в случае плоской стенки представляет собой величину, обратную сумме термических сопротивлений:

В стационарном режиме и

29. Изменение температурного напора вдоль поверхности теплообмена рекуперативного теплообменника

Уравнение теплового баланса для конечного изменения энтальпии можно записать в виде

Без учёта потерь то

Где индекс относится к горячей жидкости; к холодной

Если

Тогда

Полная теплоёмкость массового расхода теплоносителя называется водяным эквивалентом

Характер изменения температуры теплоносителей по длине теплообменного аппарата зависит не только от отношения водяных эквивалентов, но и от схемы движения теплоносителей (рис. Х.1).

30. Среднелогарифмический температурный напор

Изменение температуры напора при прямотоке

Уравнение теплового баланса

Где количество теплоты, передаваемое от горячего теплоносителя холодному в единицу времени через элемент

Уравнение теплопередачи

Усреднённый температурный напор

Где температурный напор

Изменение температуры напора при противотоке

Г де

Если независимо от направления движения теплоносителя и конца теплообменника через обозначить большую разность температур, а через меньшую

Тогда