Výmenník tepla. Typy tepelných výmenníkov. Klasifikácia tepelných výmenníkov

Každý z nás sa stretávajú s najjednoduchšími tepelnými výmenníkmi. Pozoruhodným príkladom je výstavba "trubica v trubici", alebo niečo také. Bolo by ťažké si predstaviť náš život, keby nebola vynájdená tepelný výmenník. K dnešnému dňu, tam sú obrovské množstvo tepelných výmenníkov. Medzi sebou, sa líšia nielen v súťažných podkladoch, ale v rozsahu dodávky, dizajnu, a tak ďalej. N. Poďme diskutovať podrobnejšie k tejto téme a preskúmať zaujímavé okamihy.

Niektoré všeobecné informácie

Výmenník tepla - zariadenie slúžiace k prenosu tepla z jedného prostredia do druhého. Je potrebné si uvedomiť, že tepelný výmenník sám, bez vykurovacieho zariadenia, je úplne zbytočné, ale v komplexe je možné získať vynikajúce výsledky a úspešné teplo aj veľmi veľké a chladnej miestnosti. Okrem toho, vedci sa stále snažia, aby minimalizovali tepelné straty pri prenose do iného prostredia. Dnes nemôže pochváliť účinnosť 100%, ale účinnosť 90-95% môže hovoriť smelo. Prevádzkové a technické vlastnosti produktu sa zlepší použitím špeciálne pripravených materiálov, rovnako ako chladiacej kvapaliny. Samozrejme, že sa mierne zvýši cenu zariadenia, ale stojí to za to.

Ak sú konštrukčné inžinieri neustále stretávajú s protichodnými požiadavkami, ktoré musia byť zlúčené do jednej fľaštičky. Napríklad, je nutné znížiť odpor prúdenia , a tým zlepšiť koeficient prestupu tepla. Výmenník tepla musí byť odolné voči korózii, ale to nie je pre službu príliš ťažké. To všetko viedlo k tomu, že existuje mnoho typov tepelných výmenníkov. V závislosti na situácii, použite ten, ktorý najlepšie sedí.

Klasifikácia tepelných výmenníkov

Ako už bolo uvedené vyššie, v súčasnosti existuje veľký počet tepelných výmenníkov. Predovšetkým musia byť oddelené spôsobom teplonosné médium. Tu sú výmenníky tepla rozdeliť do nasledujúcich skupín:

• rekuperačná;
• regeneračné;
• miešania;
• elektricky vyhrievané.

Poďme sa bližšie pozriete regeneračné výmenníky tepla. dizajn výrobku znamená prítomnosť jednovrstvové alebo viacvrstvové steny, cez ktorý sa prenáša teplo. Obvykle k tomu dochádza v stálom pohybe. Je zaujímavé, že v tomto type zariadenia na prenos tepla sa vykonáva núteným pohybom, bez toho aby sa zmenil stav fázy. Ale to platí len pre trvalé tepelné výmenníky. Pokiaľ hovoríme o agregátov s režime periodické operácie, potom po určitú dobu, sa vykonáva vykurovanie, odparovanie a chladenie, to všetko v sekvenčnom režime. Takéto zariadenia sú výmenníky tepla s nestabilnou tepelným pohybom. To je preto, že teplota chladiva na vstupe a na výstupe sa výrazne líšia. Často také jednotky sa nachádzajú vo forme cievok a sú dosky s drážkou, a iné formy. O niečo neskôr sa pozrieme na niekoľko typov. Ale táto klasifikácia výmenníkov nekončí.

Regeneračné jednotky a elektrické kúrenie

V tomto prípade, rovnako ako v predchádzajúcom, na prenos tepelnej energie je použitá na povrch prenášajúce teplo. Avšak, táto oblasť je druh prílohu. To slúži ako medziprodukt akumulačných prostriedkov, ktoré akumuluje teplo. Skrátka a dobre, celý proces možno rozdeliť do niekoľkých etáp. V trysky prvého stupňa sa určité množstvo tepla. Ďalej je tu prechod do druhého stupňa, a chladiaca kvapalina prechádza pozdĺž povrchu dýzy. To sa deje pri zmene prúdenia chladiacej kvapaliny. V tejto fáze je tryska postupne ochladí, a teplo sa akumuluje v médiu pre ohrev, ktorá môže byť na izbu.

Regenerátory sú nestacionárne jednotky. Dýza je často pevné, a tepelné procesy - synchrónne opakuje. Zariadenia tohto typu sú často nazývané skruberrami alebo chladiacich veží.

Podstatou elektricky vyhrievaných tepelných výmenníkov je, že ako primárny zdroj tepla pomocou elektrickej energie. Pre premenu elektrickej energie na tepelnú energiu pomocou inštalácie elektrického oblúka. Môžu byť priame i nepriame vykurovanie. Najbežnejším výmenníky priemysel - indukčné a odporové ohrievače. Ako môžete vidieť, výmenníky tepla môžu byť rôzne, teraz považujeme podrobne každý druh, rozsah a dizajnové prvky.

špirálové tepelné výmenníky

Zariadenie sa skladá z dvojice špirálových kanálov. Obvykle sú navinutá okolo stredovej prepážky. Za týmto účelom sú vyrobené z plošného materiálu. Je potrebné poznamenať, že špirálové tepelné výmenníky sú vhodné pre vykurovanie a chladenie tekutín, ktoré majú vysoký koeficient viskozity.

Tým, a je veľká vykurovacia plocha vytvorená z dvoch plechov, ktoré sú spojené prostredníctvom zvaru, aby jadra. Jednotka sa skladá iba z 2 kanálov, všeobecne obdĺžnikového prierezu, vytvorené v tvare špirály. Koniec špirály (vnútorný) má deliacu stenu a upevnený pomocou čapov. Výmenníky tepla môžu produkovať ako vertikálne, tak i horizontálne. V prípade, že je možné stanoviť jeden typ kvôli nedostatku miesta alebo komplexné priestoru konfigurácie, je použitá druhá je výhodnejšia. Je tiež zaujímavé, že spotrebiteľ si môže vybrať špirále výmenníky tepla s rôznymi šírkami špirály, od 20 do 150 centimetrov. V tomto prípade môže byť vykurovacia plocha sa pohybovala od 3,2 do 100 metrov štvorcových s maximálnym tlakom v systéme 1 MPa.

Je potrebné poznamenať, že prenos tepla zariadenie má rad významných výhod. Po prvé, táto znížená odpor prúdenia. Po druhé, kompaktnosť a vysoká účinnosť, a intenzita tepla. Ale to všetko prispelo k tomu, že existovali nedostatky v podobe komplexnej stavby a opravy.

Na doskových výmenníkov tepla

V súčasnej dobe vyrábané oddeliteľné a non-doskové výmenníky. Samozrejme, že prvý typ je výhodnejšie z hľadiska rôznych dôvodov. Po prvé, je ľahká údržba. Takéto zariadenie je veľmi rýchlo montovať a demontovať, takže každá porucha je odstránená v krátkom čase. Uzavreté modely nie sú obvykle opraviť, a ak sa tak stane, potom oveľa dlhšie.

V skutočnosti je názov naznačuje, že zariadenie sa skladá zo stohu prefabrikovaných dosiek. Môžu byť vyrobené z rôznych materiálov ako je meď, titán, grafit, a tak ďalej. N. Takmer vždy pre zlepšenie prevádzkových vlastností vlnité dosky sú vyrobené. Doskové výmenníky toky studených a teplých vrstiev prúdenie chladiacej kvapaliny.

Sama o sebe, že zariadenie je dobrá v tom, že má príslušný rozvrhnutie. Je možné zvýšiť plochu na výmenu tepla, a to všetko zíde v relatívne malej veľkosti. V každom prípade, pred dokončením nákupu sa vykonáva výpočet tepelných výmenníkov, ktoré vám umožnia získať údaje o tom, ako je to nutné napájacie zariadenie v konkrétnom prípade. Malo by byť zrejmé, že všetky dosky, ktoré sú utiahnuté v balíčku v dôsledku rovnaký tvar tvarových kanálov medzi nimi. Vďaka nim sa kvapalina prúdi. A teraz sa pozrieme na niektoré ďalšie zaujímavé detaily, ktoré sa týkajú zariadení.

použitie tesnenie

Ako je uvedené vyššie, sú použité hlavným prvkom teplovýmenných dosiek. Sú vyrobené s lisovaním za studena. K tomuto účelu je odolná proti korózii zliatin, ktoré môžu významne zlepšiť trvanlivosť a účinnosť jednotky. Hrúbka dosiek v závislosti na modeloch môže byť v rozmedzí od 0,4 do 1,0 mm. V pracovnej polohe sú dosky tesne pritlačené k sebe navzájom. To vytvára malú drážkou kanály. Na prednej strane je špeciálna drážka v gumové tesnenie (upchávka) pre nastavenie. Okrem toho, že sú otvory v podložky, ktoré sú nevyhnutné pre privádzanie a odvádzanie kvapaliny. V prípade, že jeden z otvorov prelomové poskytovaný systém drenážnych drážok, čo eliminuje zmiešavanie teplej a studenej prostredie.

Vytvorením protiprúd medzi dve prostredia bolo dosiahnuté nielen zlepší nastavenej teploty, ale aj rýchlejší prenos tepla pri relatívne nízkom hydraulickom odporu. Nenechajte sa zle povedať, že základný princíp fungovania je založený na pult, to znamená, že pohyb vykurovanie a ohrev tekutín v rôznych smeroch. Za účelom vylúčenia zmiešavacie nastavenie dvojité gumové tesnenie alebo kovové dosky. Počet dosiek a kanálov sa môže líšiť v závislosti od prevádzkových požiadavkách na zariadení. Pred vytvorením konať tepelnej konštrukciu výmenníkov tepla, čo umožňuje určiť optimálny režim prevádzky. Niekedy používajú drahé zliatiny, ktoré sa neboja dlhodobé použitie v náročných podmienkach.

Doska-plutva výmenníky

ORT sa používa na prenos tepla na nekorodujúce a plynné médiá v širokom rozsahu teplôt, od -270 do 200 ° C. Tlak v systéme sa môže dosiahnuť 100 atmosfér a začať s vákuom. Konštrukcia je myšlienka použitie rebrovaný povrch na oboch stranách dosky. Zariadenie sa skladá z niekoľkých rebrami, a cez ktoré sa prenos tepla uskutočňuje medzi médiami. Je potrebné poznamenať, že je rebrovaných doskový výmenník tepla má veľké množstvo foriem rebier. To vám umožní zmeniť počet prevádzkových a technických vlastností. Najčastejšie môžete vidieť trvalý a vlnité okraje. Ale na rozdiel od týchto, tam sú tiež viac exotických, ako je perforovaná a šupinatý. Ako materiál sa bežne používa na plechu. Ich hrúbka je regulovaný v závislosti od tlaku v systéme a použitej tekutiny.

Často tieto typy tepelných výmenníkov vyrobených s rôznymi typmi dopravných tokov. Najčastejšie používaným pult, ale tiež držať uniFLOW a krížový režim. Ak však krátka diskusia o silných takéhoto zariadenia, na mnohých z nich. Po prvé, je to funkčné vlastnosti, ako je rýchle a intenzívne teplo. Po druhé, je to malá veľkosť. V súčasnej dobe, mnoho ľudí hovorí, že to je plutva výmenníky tepla sú najdokonalejší. Najčastejšie používaným ORT v odvetviach, ako je energetika, rafinácia ropy, chemický a letecký priemysel. To všetko je v dôsledku veľkého počtu výhod, rovnako ako širokej škály tekutiny a tlaku v systéme.

Trubkový tepelný konštrukcie a funkcie výmenníka

Heat Transfer zariadenia typu povrchu, ktorý sme už diskutovali, nie je tak populárny ako kotlových jednotiek. Jedná sa o zariadenie, ktoré sú uvedené na začiatku, v najjednoduchšom prevedení - systém "rúrka v rúrke". Tepelný výmenník tohto druhu je systém (lúča), rúrky, ktoré sú umiestnené v skrini. Zavaltsovyvayut trubice a privarené k telu výrobku. V niektorých prípadoch, ďalšie oparenia. To má zabezpečiť 100% tesnosť. Skriňa je opatrená prídavnými tryskami. Niektorí potrebujú prívod pary, iní - na odstránenie kondenzátu. Okrem toho, v prípade, že sú naprieč mreže, ktoré sa používajú na podporu teplovýmenných rúrok pozdĺž celej dĺžky jednotky. Zaujímavé je, že škrupinové a rúrkové výmenníky tepla sa používajú pri teplote 190 stupňov Celzia a tlak nasýtených pár vyšší ako 15 bar.

Každý systém, čo znamená, pohyb tekutiny môže byť vystavená vodné kladivo. Tento jav schopné čiastočne alebo úplne odňať zariadenie mimo prevádzky. Aby sa tomu zabránilo, používajú rôzne druhy pamäťových nosičov, takzvaný vyrovnávacej nádrže. Ale v našom prípade to nie je nutné, pretože shell a rúrka výmenníky tepla pre nich veľmi stabilný. Okrem toho, nie sú predložila prísne požiadavky na čistotu životného prostredia. Podstatnou nevýhodou tohto zariadenia je to, že všetky druhy výmenníkov tepla tohto typu sú veľmi metal náročné, čo má vplyv na konečnú cenu a veľkosť.

Výmenníky tepla pre plynové zariadenia

Nie je žiadnym tajomstvom, že každý kotol na pevné palivá alebo plyn je výmenník tepla v jeho dizajne, ktoré sú tiež nazývané ohrievača. Hlavnými druhmi sme diskutovali s vami. Ako ste si možno všimli, niektoré druhy sa používajú v rôznych priemyselných odvetviach. Niektoré zariadenia našli širšie využitie, iné sa používajú v priemysle a nezmestia iný. V našom prípade je použitie rúrkových a doskových výmenníkov tepla. V prvom prípade sa jedná o systém trubiek, v druhej - doskami. V zásade platí bez ohľadu na typ tepelného výmenníka pre stĺpec plynov musí spĺňať niekoľko požiadaviek. Po prvé, majú vysoký koeficient prenosu tepla, a za druhé, aby sa trvanlivý a odolný proti vysokým teplotám. Medzi najobľúbenejšie materiály sú meď, hliník a oceľ. Druhý variant je menej výhodné, pretože takýto kov má veľkú hmotnosť, čo znižuje účinnosť. V každom prípade je tepelný výmenník pre stĺpec plynom musí byť najmenej 5 rokov.

záver

Tak sme preskúmaná s vami hlavné typy tepelných výmenníkov. Bez pozornosti boli také druhy ako kozhuhoplastinchatye. V zásade platí, že sa významne nelíši od klasickej dosky alebo rebrované. Ale často možné nájsť pec pre vane s výmenník tepla s puzdrom. Avšak, kľúčovým prvkom je to, že zariadenie je odolné voči vysokým teplotám a pracovných tlakov. Vyznačujúci sa tým, skriňa môže byť vyrobená z materiálov, ako je titán, nerezovej ocele alebo z uhlíkovej ocele. Je zaujímavé, že pec pre kúpeľ s výmenníkom tepla kozhuhoplastinchatym dobre regulovaná pár, alebo kondenzát, čo nepochybne je významná výhoda. V zásade je možné dokončiť príbeh, pretože teraz viete o tepelných výmenníkov je všetko, čo potrebujete.