Основные виды, назначения, принципы действия тепломассообменного оборудования предприятий
Теплообменными аппаратами называются устройства, в которых осуществляется процесс передачи теплоты от одного теплоносителя к другому.
По принципу действия теплообменники могут быть разделены на рекуперативные, регенеративные и смесительные. Особое место занимают теплообменники с внутренними источниками энергии: электронагреватели, реакторы. Рекуперативными называются теплообменники, в которых горячая и холодная среда протекает одновременно и теплота передается через разделяющую их стенку (котлы, подогреватели, испарители).
Регенеративныминазываются теплообменники, в которых одна и та же поверхность нагрева через определенные промежутки времени омывается то холодным, то горячим теплоносителем. В период контакта стенки с горячим теплоносителем стенка нагревается, нагревая среду за счет аккумулированной теплоты (воздухообогреватели газотурбинных установок).
Смесительные предназначены для осуществления тепло- и массообменных процессов при непосредственном соприкосновении теплоносителей (оросительные полые, посадочные и барботажные аппараты).
Наибольшее применение получили рекуперативные теплообменники, которые по взаимному направлению движения теплоносителей разделяют на прямоточные, противоточные и с перекрестным или смешанным током:
Error: Reference source not found
прямоточ. противоточ. перекрёст.
многократно перекрёстный
По принципу взаимодействия теплоносителей различают системы: жидкость-жидкость; пар-жидкость; газ-жидкость; пар-пар.
По конструктивным признакам рекуперативные теплообменники – змеевиковые, оросительные, труба в трубе, кожухотрубчатые, спиральные, пластинчатые, специальные (парогенераторы, водонагреватели, перегреватели). Наиболее широкое распространение в промышленности получили кожухотрубчатые рекуперативные теплообменники. Они могут работать в широком диапозоне температур и давлений и применяться как в качестве индивидуальных аппаратов, так и в виде элементов различных теплообменных установок (выпарных).
Стенка, которая омывается с обеих сторон теплоносителями, называется рабочей поверхностью нагрева. Разработано большое число теплообменников, поверхность теплообмена которых выполнена из листовой стали -гофрированных пластин - компактные и по технико-экологическим, эксплутационным показателем превосходит лучшие теплообменники, но не могут работать в области высоких t и Р, поэтому их применяют при давлении до 16 атм. и t до 150°С для разборных аппаратов (между пластинами которых укладываются уплотнительные прокладки) и до 400° С для неразборных аппаратов (уплотнение пластин в которых достигается сваркой). Неразборные пластинчатые теплообменники разработаны на давление до 20 атм и t до 400°С. Аппараты, поверхность теплообмена которых выполнена из неметаллических материалов, предназначена для работы с жидкостями, парами, и газами, высокоагрессивными по отношению к металлам.
Кожухотрубчатые рекуперативные теплообменники представляют собой аппараты, выполненные из пучков труб, скрепленных при помощи трубных решеток (досок) и ограниченных кожухами и крышками с патрубками. Трубное и межтрубное пространства в аппарате разобщены, а каждое из них может быть разделено перегородками на несколько ходов. Перегородки предназначены для увеличения скорости, а значит и коэффициента теплопередачи. Этот тип теплообменников предназначен для теплообмена между различными жидкостями, жидкость и пар, жидкость и газ. Когда требуется большая поверхность теплообмена.
1-кожух; 2-трубная решетка; 3- трубы; 4 – перегородки; 5- камера; 6-перегородки в камерах; 7- перегородки в межтрубном пространстве
№15