Типы теплообменных аппаратов

Теплообменным аппаратом называют устройство, предназначенное для нагревания одной среды за счет передачи теплоты от другой среды. При этом горячий теплоноситель охлаждается, передавая теплоту другому холодному теплоносителю. В качестве теплоносителей в тепловых аппаратах используются разнообразные капельные и упругие жидкости в самом широком диапазоне давлений и температур. По принципу работы теплообменные аппараты делят на: регенеративные, смесительные и рекуперативные.

Наиболее простыми и компактными являются смесительные аппараты, в которых передача теплоты от горячей среды к холодной происходит при непосредственном контакте и смешивании обеих жидкостей, например, в пароводяном теплообменнике при подогреве воды паром.

В регенеративных аппаратах горячий теплоноситель отдает свою теплоту аккумулирующему устройству (насадке), которое в свою очередь отдает теплоту холодному теплоносителю, т. е. одна и та же поверхность нагрева омывается то горячей, то холодной жидкостью. В качестве поверхности нагрева в таких теплообменных аппаратах используется твердый, достаточно массивный материал (кирпичи, различные засыпки, листы металла). Режим работы регенеративных аппаратов – нестационарный, периодический.

Особенно широкое развитие во всех областях техники получили рекуперативные аппараты, в которых теплота от горячего теплоносителя к холодному передается через разделительную стенку. Стенка, которая омывается с обеих сторон теплоносителями, называется рабочей поверхностью теплообменника. Для уменьшения термического сопротивления она выполняется из материала с хорошей теплопроводностью (меди, стали, латуни, сплавов алюминия и т.д.). Такие аппараты будут рассмотрены далее.

Теплообменные аппараты могут иметь самые разнообразные назначения – калориферы, конденсаторы, пароперегреватели, экономайзеры, радиаторы и т.д. Несмотря на большое разнообразие теплообменных аппаратов, основные положения теплового расчета для них остаются общими.

В теплообменных аппаратах движение теплоносителей может осуществляться по разным схе-мам. Рекуперативные теплообменники подразделяются в зависимости от направления движения теплоносителей на:

а) прямоточные – если теплоносители движутся в одном направлении;

б) противоточные – если теплоносители движутся в противоположном направлении;

в) с перекрестным током – если теплоносители движутся во взаимно перпендикулярных направлениях. Возможен многократный (г) перекрестный ток.

а) б) в) г)

Рис. 4.1. Схемы движения теплоносителей:

— горячий теплоноситель;

— холодный теплоноситель

На практике встречаются более сложные схемы движения теплоносителей, включающие различные комбинации основных.

К рекуперативным теплообменникам можно отнести также теплообменники с промежуточным теплоносителем.

Дата добавления: 2014-01-20