Введение

Теплообменники обеспечивают передачу теплоты между двумя или большим чис­лом потоков теплоносителей, проходящих через аппарат.

Область применения теплообменных аппаратов настолько обширна, что трудно найти такую отрасль промышленности, где они не применялись бы.

Задачи создания и внедрения в различных отраслях промышленности и техноло­гии эффективного и экономичного теплообменного оборудования неразрывно связа­ны с совершенствованием, повышением надежности методов его расчета и проекти­рования.

Существует множество данных и корреляционных зависимостей по теплообме­ну. Эта информация рассеяна в обширной литературе. Охватить весь объем информа­ции подчас трудно даже специалистам, работающим в донной области, не говоря уже о начинающих инженерах. Наконец, с течением времени многие публикации стано­вятся все более аналитическими и академическими, что затрудняет их непосред­ственное применение инженерами.

Хотя конструкции теплообменников очень разнообразны, однако принципы их теплотехнического расчета одинаковы. Поэтому в пособии упор сделан на рассмот­рение конструкции и методики расчета наиболее широко применяемых кожухотрубных аппара­тов.

Пособие призвано, помочь студентам получить необходимые практические навы­ки проектирования и конструирования теплообменных аппаратов.

1. Описание типов теплообменных аппаратов

Теплообменными аппаратами (ТОА) называются теплотехнические устройства, в которых две или более сред обмениваются теплотой, а иногда и массой. Среды, участвующие в процессах тепломассообмена называются теплоносителями. В зависи­мости от состояния теплоносители могут быть одно-, двух- и трехфазными.

1.1.Общая классификация тоа

В самом общем случае ТОА можно разделить на четыре класса:

-рекуперативные;

-регенеративные;

-смесительные;

-с внутренними источниками энергии.

Рекуперативными называются ТОА, в которых теплоносители обмениваются теп­лотой через разделяющую их твердую стенку. Теплопередача происходит в основ­ном за счет конвекции и теплопроводности стенки, а если хотя бы один из теплоно­сителей является излучающим трех или многоатомным газом, то и за счет теплового излучения.

Регенеративными называются ТОА, в которых теплоносители поочередно, омы­вают одну и ту же поверхность, являющуюся аккумулятором теплоты. При омывании поверхности горячим теплоносителем происходит аккумуляция теплоты поверхнос­тью, а при течении холодного теплоносителя происходит ее охлаждение и нагрева­ние последнего. Таким образом в регенеративных ТОА теплообмен всегда происхо­дит в нестационарных условиях, хотя сами регенеративные ТОА работают в стацио­нарном режиме.

Так как в рекуперативных и регенеративных ТОА теплопередача неизбежно свя­зана с поверхностью твердого тела, то их еще называют поверхностными.

Смесительными называются ТОА, в которых теплопередача осуществляется за счет взаимопроникновения и смешения сред. Процесс передачи теплоты в ТОА дан­ного типа всегда сопровождается массообменном.

ТОА с внутренними источниками энергии имеют один теплоноситель, который отводит теплоту, выделяющуюся в самом аппарате.