11)Теплообменные аппараты

Теплообменный аппарат— устройство, в котором осуществляется теплообмен между двумя теплоносителями, имеющими различные температуры. По принципу действия теплообменники подразделяются на рекуператоры и регенераторы. В рекуператорах движущиеся теплоносители разделены стенкой. К этому типу относится большинство теплообменников различных конструкций. В регенеративных теплообменниках горячий и холодный теплоносители контактируют с одной и той же поверхностью поочередно. Теплота накапливается в стенке при контакте с горячим теплоносителем и отдается при контакте с холодным, как,например, в кауперах доменных печей. Теплообменники применяются в технологических процессах нефтеперерабатывающей, нефтехимической, химической, атомной, холодильной, газовой и других отраслях промышленности, в энергетике и коммунальном хозяйстве. От условий применения зависит конструкция теплообменника. Существуют аппараты, в которых одновременно с процессами теплообмена протекают и смежные процессы, такие как фазовые превращения, например, конденсация, испарение, смешение. Такие аппараты имеют свои наименования: конденсаторы, испарители, градирни, конденсаторы смешения. В зависимости от направления движения теплоносителей рекуперативные теплообменники могут быть прямоточными при параллельном движении в одном направлении, противоточными при параллельном встречном движении, а также при взаимно перпендикулярном движении двух взаимодействующих сред.

Наиболее распространённые в промышленности рекуперативные теплообменники:

• Кожухотрубчатые (кожухотрубные) теплообменники,

• Элементные (секционные) теплообменники,

• Двухтрубные теплообменники типа "труба в трубе"^[1],

• Витые теплообменники,

• Погружные теплообменники,

• Оросительные теплообменники,

• Ребристые теплообменники,

• Спиральные теплообменники,

• Пластинчатые теплообменники,

• Пластинчато-ребристые теплообменники,

• Графитовые теплообменники.

12) Способы нагревания. Теплоносители.

Нагревание и охлаждение веществ, являются наиболее распространенными процессами во всех отраслях промышленности. В химической, нефтехимической и других отраслях промышленности нагревать и охлаждать приходиться горючие вещества, легковоспламеняющиеся и горючие жидкости, что сопряжено с большой пожарной опасностью.

Нагревание применяют для уменьшения вязкости жидкостей, осуществления процессов перегонки, ректификации, сушки, выпаривания, плавления и т.д.

В промышленности применяют различные способы нагревания с использованием следующих теплоносителей: водяного пара; топочных газов; специальных теплоносителей; электрического тока; горячего воздуха; тепловой энергии ядерных реакций.

Выбор теплоносителей и способа нагревания зависит от многих факторов, таких, например, как:

• возможность получения необходимой температуры нагреваемого продукта;

• простота конструктивного устройства оборудования и его эксплуатации;

• пожаровзрывобезопасность процесса;

• экономичность.

Кроме этого, теплоносители должны удовлетворять следующим требованиям:

1. быть химически стойкими в условиях процесса;

2. не давать отложений на стенках аппаратов;

3. не вызывать коррозии материалов аппаратуры;

4. легко транспортироваться.

Для охлаждения применяются следующие теплоносители: атмосферный воздух; вода; холодные потоки промежуточных и конечных продуктов; искусственный холод.

Аппараты, предназначенные для проведения тепловых процессов, называют теплообменными.