Теплообмен — процесс передачи тепловой энергии от более горячего тела к менее горячему либо непосредственно, либо через разделяющую перегородку из какого-либо материала.

Теплообменники - аппараты, для передачи тепла от одних сред к другим (от горячих теплоносителей к холодным).

Теплообменные аппараты можно разделить по функциональному, конструктивному признаку и по способу передачи тепла.

Теплообменные аппараты нашли применение в химической, пищевой, энергетической промышленностях, где они применяются в следующих процессах:

  • нагрев или охлаждение веществ;
  • испарение жидкостей и конденсации паров;
  • перегонки и сублимации;
  • абсорбции и адсорбции;
  • расплавления твердых тел и кристаллизации.

 

Виды теплообменных аппаратов

 

По функциональности
  • подогреватели;
  • холодильники;
  • испарители;
  • конденсаторы;
  • дисляторы;
  • сублиматоры.
По конструктиву
  • нагревающие или охлаждающие рубашки, в т.ч. оснащенные мешалкой;
  • трубчатые (в т.ч. кожухотрубные);
  • теплообменники типа «труба в трубе»;
  • спиральные;
  • пластинчатые;
  • пластинчато-ребристые;
  • блочные графитовые;
  • воздушные охладители с ребристыми трубами;
  • оросительные;
  • башенные.
По способу передачи тепла
  • поверхностными (рекуперативные или регенерративные);
  • смесительными.

Поверхностные теплообменники передают тепло посредством разделительных твердых перегородок. Смесильные теплообменники передают тепло посредством непосредственного контакта (смешения) холодных и горячих сред.

Рекуперативные теплообменники передают тепло посредством разделяющей стены со специальной теплообменной поверхностью. Могут работать в непрерывном и периодическом режимах.

Регенеративные теплообменники также оснащены нагревающейся стенкой, но процесс передачи тепла отличается от рекуперативного теплообменника. В аппаратах данного типа оба теплоносителя по очереди контактируют с одной и той же стенкой, которая аккумулирует тепло по

мере прохождения горячего потока и отдает тепло при прохождении холодного потока. Могут работать только в периодическом режиме.

3.1. Кожухотрубчатые теплообменники.

Аппараты предназначены для теплообмена жидких и газообразных средств в технологических процессах химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей, нефтяной, газовой и других отраслях промышленности.

Данный тип теплообменников получил наибольшее распространение благодаря надежной конструкции и возможностью исполнения для различных условий эксплуатации (по давлению, температуре, используемым средам). Обладает высокой ремонтнопригодностью.

По назначению кожухотрубчатые теплообменные аппараты разделяются на холодильники (X), теплообменники (Т), конденсаторы (К) и испарители (И).

По материальному исполнению — углеродистая (черная) и нержавеющая сталь.

Условное давление: 1,0 МПа; 1,6 МПа; 2,5 МПа.

По теплообмену

Одноходовые - оба теплоносителя не меняя

направления движутся по всему сечению.

Многоходовые - потоки с помощью дополнительных перегородок последовательно меняют направление. В результате увеличивается коэффициент теплоотдачи, скорость потока.

 

По конструкции

С неподвижными трубными решётками (тип Н)

 

С линзовым компенсатором (тип К)

Температурные деформации компенсируются осевым сжатием или расширением компенсатора. Используют при небольших температурных деформациях (до 15мм) и невысоких давлениях в межтрубных пространствах.

с плавающей головкой (тип П)

При значительных относительных перемещениях труб и кожуха. Одна из решеток не соединена с кожухом и может свободно перемещаться вдоль оси при температурных удлинениях.

 U-образными трубами (тип У).

Оба конца труб закреплены в одной трубной решетке, что позволяет трубам свободно удлиняться.

  

3.2. Элементные (секционные) теплообменные аппараты.

Состоят из последовательно соединенных элементов—секций. Сочетание нескольких элементов с малым числом труб соответствует принципу многоходового кожухотрубчатого аппарата, работающего на наиболее выгодной схеме — противоточной. Элементные теплообменные аппараты эффективны в случае, когда теплоносители движутся с соизмеримыми скоростями без изменения агрегатного состояния. Целесообразно применять при высоком давлении рабочих сред. Отсутствие перегородок снижает гидравлические сопротивления и уменьшает степень загрязнения межтрубного пространства.

3.3 Двухтрубные теплообменные аппараты типа “труба в трубе”

аппараты этого типа состоят из ряда последовательно соединенных звеньев. Каждое звено представляет собой две соосные трубы. Для удобства чистки и замены внутренние трубы обычно соединяют между собой «калачами» или коленами.

Преимущества двухтрубного теплообменника: высокий коэффициент теплоотдачи, пригодность для нагрева или охлаждения сред при высоком давлении, простота изготовления, монтажа и обслуживания.

Недостатки двухтрубного теплообменника — громоздкость, высокая стоимость вследствие большого расхода металла на наружные трубы, не участвующие в теплообмене, сложность очистки кольцевого пространства.

3.4. Оросительные теплообменные аппараты

Конструкция оросительного охладителя представляет собой ряды последовательно смонтированных змеевиков, внутри которых движется охлаждаемая жидкость. Змеевики постоянно орошаются водой, за счет чего и происходит орошение.

Оросительные теплообменные аппараты представляют собой ряд расположенных одна над другой прямых труб, орошаемых снаружи водой. Трубы соединяют сваркой или на фланцах при помощи «калачей». Оросительные теплообменные аппараты применяют главным образом в качестве холодильников для жидкостей и газов или как конденсаторы.

Оросительные теплообменные аппараты — довольно громоздкие аппараты; они характеризуются низкой интенсивностью теплообмена, но просты в изготовлении и эксплуатации.

3.5. Башенные охладители

Принцип действия башенного охладителя заключается в том, что подогретая вода разбрызгивается в верхней части конструкции, после чего стекает вниз по набивке. В нижней части конструкции за счет естественного подсоса, мимо стекающей воды струится поток воздуха, который поглощает часть тепла воды. Плюс, часть воды испаряется в процессе стекания, результатом чего также является потеря тепла.

Недостатки конструкции - ее гигантские габариты.



Заказать оборудование и уточнить тех.характеристики Вы можете по телефону +7 (351) 750 13 07

Задать вопрос специалистам: info@atomprom.su

Задать вопрос