Топлообменни апарати Видове топлообменни апарати



Дата17.01.2023
Размер16.97 Kb.
#116294
Видове топлообменни апарати
Свързани:
мелници за смилане на въглища, 5 IZOL POLAGANE GAZOPROVODI stomaneni-1, енергийни парогенератори-принцип на работа,видове

Топлообменни апарати
1. Видове топлообменни апарати.
Топлообменният апарат (топлообменникът) е топлотехническо съоръжение, в което се
осъществява топлообмен между различни топлоносители. Там освен топлообменни и
хидродинамични процеси могат да протичат физични, физикохимични или химични процеси. В по-тесен смисъл под топлообменен апарат ще разбираме апарат, в който се осъществява само топлообмен.
В зависимост от начина на топлообмен се различават няколко вида топлообменни
апарати: повърхностни, смесителни и топлообменници с междинен топлоносител.
1.1. Повърхностни топлообменници. При тези топлообменници топлината се предава
чрез топлообменна повърхност. Те биват рекуперативни и регенеративни.
1.1.1. Рекуперативни топлообменници. При тях топлината от единия топлоносител към
другия се предава през преградна стена, която ги разделя. Отделните топлоносители се намират в отделни части на топлообменника.
1.1.2. Регенеративни топлообменници. При тези топлоносители в топлообмена участват
твърди нагревни тела (пълнеж), които последователно влизат в топлинен контакт с
отделните топлоносители. Когато пълнежът се обмива от горещия топлоносител, той се нагрява и акумулира топлина, която отдава на студения топлоносител при контакт с него.
Фиг. 1. Регенеративен топлообменник с периодично действие.
Фиг. 2. Струен смесителен топлообменник за подгряване на вода с пара при деаерация.
Регенеративните топлообменници се използват за високотемпературно подгряване на
газове, тъй като пълнежът от огнеупорни тухли може да работи при много високи температури.
Използват се и за охлаждане на димни газове и оползотворяване на топлината им. На един
агрегат винаги се монтират четен брой регенератори. Докато през единият преминава горещият
топлоносител и нагрява пълнежа, през другия преминава студеният топлоносител и се нагрява
като охлажда пълнежа.
1.2. Смесителни топлообменници. Топлообменът се осъществява чрез непосредствен
контакт между топлоносителите. В смесителните топлообменни апарати се смесват
топлоносители, които не трябва да се разделят след това -например нагряване на вода с пара
или гореща вода. Те се използват и за лесноразделящи се топлоносители: газ - течност, газ -
дисперсен твърд материал, вода - масло и други. За увеличаване на нагревната повърхност
топлоносителите се размесват добре, а течностите се разпръскват във вид на капки или тънки
струйки (Фиг. 2).
1.3. Топлообменници с междинен топлоносител. При тях потокът топлина от греещия
топлоносител към студения се предава чрез междинен топлоносител, който обикновено е
дребнодисперсен материал или течност. Фактически такъв топлообменник се състои от два.
Едно от оригиналните устройства, използващо като междинен топлоносител пара и
кондензата й е херметична тръба, запълнена частично с течност и частично с пара. Това
устройство се нарича топлинна тръба (Фиг. 3). В горещия край на топлинната тръба течността
се изпарява за сметка на подведената топлина от горещия топлоносител, а в студения й край
парата кондензира, отдавайки топлина на студения топлоносител. Кондензатът се връща в
зоната на изпарение като се стича по стените на апарата или по специални фитили.
Фиг. 3. Топлинна тръба.
2. Видове топлоносители.
В зависимост от производствените процеси като топлоносители се използват различни
вещества. Най-разпространените топлоносители са димни газове, водна пара и гореща вода.
2.1. Димни газове. Димните газове се получават непосредствено при изгаряне на
горивото. С тях може да се постигне нагряване до високи температури. Като недостатъци на
димните газове като топлоносител могат да се посочат: необходимост от индивидуално горивно
устройство, трудно регулиране на температурния режим, малък коефициент на топлопредаване,
замърсяване на топлообменната повърхност, големи загуби на топлина с изходящите газове.
2.2. Водна пара. Това е най-широко използваният топлоносител. Като негови предимства
могат да се посочат голямата топлина на парообразуване, която се освобождава при
кондензация, голям коефициент на топлопредаване, лесно регулиране на температурния режим.
За получаването на водна пара са необходими специални съоръжения - парни котли.
2.3. Гореща вода. Горещата вода е лесно транспортируема, има висок коефициент на
топлопредаване, лесно се регулира температурният режим. Но в сравнение с парата горещата
2
вода има някои недостатъци - тя е с по-ниска температура и с по-високо налягане, което трябва
да се поддържа, за да не кипне водата.
3. Конструкции на реклуперативните топлообменни апарати.
3.1. Кожухотръбни топлообменници. В кожухотръбните топлообменници единият от
топлоносителите се движи в тръби, а другия в междутръбното пространство (Фиг. 4). Те
представляват сноп тръби, захванати в тръбни решетки, и ограничени в цилиндричен кожух с
дъна и щуцери. Тръбното и междутръбното пространство са разделени по между си, а всяко от
тях може да бъде разделено с прегради на няколко хода.
В кожухотръбните топлообменници може да се осъществи топлообмен между две
течности, между пара и течност, между течност и газ и други.
Те имат голяма топлообменна повърхност. Проходното сечение на междутръбното
пространство е 2.5 - 3 пъти по-голямо от проходното сечение на тръбите.
Кожухът и тръбите на апаратите обикновенно са от различни материали. При работа те
се нагряват до различна температура, което при по-дългите топлообменници изисква
компенсация на температурните деформации.
Според конструктивното си изпълнение и начина на монтаж кожухотръбните
топлообменници биват вертикални и хоризонтални. Вертикалните се използват по-широко, тъй
като заемат по-малко място в производствените помещения. За удобство при монтаж и
експлоатация максималната дължина на тръбите не трябва да надхвърля 5m.
3.2. Елементни (секционни) топлообменници.
Най-простият елемент от тези топлообменници е тип "тръба в тръба" (Фиг. 5). По-
сложните елементи имат вид на кожухотръбни топлообменници с малък брай тръби. В
зависимост от нуждите елементните топлообменници се съставят от определен брой елементи.
Фиг. 4. Рекуперативен топлообменен апарат: 1-цилиндричен кожух, 2 -тръбен сноп, 3 -
дъна, 4, 5-щуцери, 6 - тръбни решетки

Сподели с приятели:




©obuch.info 2024
отнасят до администрацията

    Начална страница