Виды теплообменник: Виды теплообменников — классификация теплообменных аппаратов

Виды теплообменников — классификация теплообменных аппаратов

Запросить цену

Аппараты, механизм работы которых заключается в обмене теплом между двумя средами, имеют общее название – теплообменники. При этом их конструкции и сферы применения чрезвычайно разнообразны. В группу этих устройств входят испарители и парогенераторы, водонагреватели и пастеризаторы, конструктивные элементы систем кондиционирования и охладительного оборудования.

Широкая потребность производства и частного сектора в теплообменных устройствах, использование в качестве носителей разных сред создали предпосылки к созданию большого числа модификаций теплообменников. Поэтому при выборе оборудования очень важно уделить внимание классификации и особенностям строения, соотнести возможности конструкций с потребностями вашего производства.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Основные виды теплообменных аппаратов

Согласно формам строения теплообменники разделяют на две большие группы – пластинчатые и трубчатые. Первые получили наибольшее распространение в пищевой промышленности, горячем водоснабжении и отоплении частных домов. Они представляют собой набор пластин с рифленой поверхностью и каналами, соединенные в единый аппарат с помощью прокладок и стяжек. Патрубки, по которым теплоноситель и теплоприемник поступают в устройство и выходят из него чаще всего располагаются на передней и задней поверхностях плит, что обеспечивает легкость эксплуатации.

Согласно методу соединения виды теплообменников пластинчатого типа разделяются на группы:

• Разборные – герметизацию которых обеспечивают резиновые уплотнители. Их главными преимуществами являются легкость установки и эксплуатационного обслуживания, благодаря чему их активно используют на заводах и в домах. Недостатком же следует считать необходимость регулярной замены прокладок, а также отсутствие возможности работы с агрессивными средами.
• Паянные теплообменники имеют более прочную конструкцию. Их изготавливают сугубо из высококачественной нержавеющей стали, а процесс пайки производится при создании условий вакуума. Они редко требуют эксплуатационного ремонта и способны эффективно работать с кислотами и щелочами, что сделало их неотъемлемой частью химической промышленности.
• Сварные теплообменники, изготовленные из стали, титана или никелевых сплавов, используются в самых экстремальных условиях высокого давления и температур.

 

 

 

 

 

 

 

 

Трубчатые теплообменники применяются преимущественно в производстве, а также в качестве конструктивного элемента бытовой техники – холодильников и кондиционеров. Их общим преимуществом является устойчивость к суровым условиям работы: высоким и низким температурам, агрессивным средам и создающемуся внутри давлению.

Наиболее простой моделью трубчатого теплообменника является конструкция «труба в трубе», при которой по внутреннему контуру проходит теплоноситель, а по внешнему – теплоприемник. Возможность вариации диаметра труб с целью обеспечения оптимальной скорости движения сред и легкость обслуживания послужили главным фактором применения этой модели. Но ее внушительные габариты при малой эффективности нагрева заставили конструкторов искать иные варианты конструкций.

Ныне виды теплообменных аппаратов трубчатого типа включают достаточно большой ассортимент конструкций, используемых во всех отраслях промышленности:

• Кожухотрубные теплообменники представляют собой множество труб малого сечения, объединенных одним кожухом. Соединенные в решетку, они представляют собой компактное устройство с высокой эффективностью работы. При необходимости увеличения объема жидкостей и скорости кожухотрубные теплообменники объединяют между собой в секционные конструкции.
• Витые устройства – система труб, предназначенных для теплоносителя и теплоприемника, плотно закрученные вокруг сердечника. Компактные и высокопродуктивные аппараты.
• Спиральные теплообменники имеют аналогичную конструкцию, с той лишь разницей, что оба смежных канала обвивают центральную перегородку устройства. Их главная функция – нагрев и охлаждение вязких, тягучих жидкостей.
• Оросительные устройства представляют собой спираль с желобом, на который стекает жидкость. Такая конструкция теплообменника актуальна для создания систем вентиляции и кондиционирования, обеспечения работы морозильных и охладительных камер.

 

 

 

 

 

 

 

 

Наибольшую распространенность во всех сферах промышленности и жизни людей ныне занимают пластинчатые теплообменники, которые за счет рифленой поверхности контуров обеспечивают максимальное прилегание и циркуляцию сред. Такая конструкция обеспечивает наивысшую эффективность при компактных размерах и простоту технического обслуживания.

Способы теплообмена и типы устройств

Теплообменное оборудование, виды которого рассмотрены выше, важно классифицировать и еще одному ключевому фактору – способу взаимодействия сред в нем. Одни устройства обеспечивают передачу тепла путем непосредственного контакта теплоносителя с теплоприемником и называются смесительными, другие имеют раздельные контуры для течения двух сред и называются поверхностными.

Второй тип устройств получил более широкое распространение и нагрев жидкостей в нем происходит путем контакта носителей через металлическую стенку контура. Поверхностные теплообменники принято также разделять на две группы:

• Рекуперативные, в которых течение жидкостей всегда происходит в одном направлении и характеризуется стабильной константой.
• Регенеративные теплообменные устройства характеризуются поочередностью и нестабильностью контактов двух сред.

Наиболее эффективное взаимодействие происходит в рекуперативных устройствах, которые широко применяются в быту. Это все виды пластинчатых теплообменников, кожухотрубчатые и оросительные аппараты.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Среды теплового обмена

Самая простая классификация теплообменников основана на средах, которые они способны использовать в работе. Если рассматривать системы коммунальных услуг и повышения комфортабельности частного дома, то наиболее актуальными устройствами можно смело назвать парожидкостные системы, в которых роль носителя выполняет вода, которая, закипая, передает свою энергию в пар. На этом принципе работают системы парового отопления, горячего водоснабжения, водяных «теплых полов» и парогенераторов для бань.

Но, пароводяная система генерирует внутри себя повышение давления, ввиду чего не может быть использована в жестких условиях работы, требующих разогрева свыше 150-160 градусов по Цельсию.

Наиболее актуальными системами в производстве являются теплообменники, способные выдерживать высокие нагрузки и взаимодействие с агрессивными средами. Используются все три возможных типа:

• Газожидкостные – в холодильниках и камерах, системах кондиционирования, где роль газа чаще всего выполняет фреон.
• Парожидкостные теплообменники нашли широкое применение в пищевом производстве. На этом принципе работают пастеризаторы и консерваторы, где роль жидкости нередко выполняет растительное масло.
• Жидкостно-жидкостные аппараты теплообмена используются преимущественно в химической промышленности при использовании кислот и прочих агрессивных компонентов.

 

 

 

 

 

 

Большое значение в конструкции теплообменника имеет и материал, из которого он изготовлен. В условиях жесткой эксплуатации, критических температур и высокого давления наиболее целесообразно использование конструкций из латуни и титана. В пищевом производстве актуальной окажется нержавеющая сталь, которая легко подвергается промыванию дезинфицирующими средствами. Критически важным требованием СанПина является и возможность разбора конструкции для тщательной ее промывки и получения смывов для последующего лабораторного анализа.

Вид и конструкцию теплообменника следует выбирать, исходя из нагрузки, которую вы намерены на него возложить, условий эксплуатации и технических требований. Не стоит забывать и о таком важном параметре, как возможность ремонта и эксплуатационного обслуживания. В обустройства частного дома самыми востребованными являются разборные пластинчатые конструкции из нержавейки, обеспечивающие надежную работу при относительно малых затратах на покупку и ремонт.

Вас может заинтересовать:

Теплообменное оборудование
Горизонтальные теплообменники с U-образным трубным пучком

Рекомендуемые статьи

• Методы изготовления металлоконструкций

  В зависимости от способа эксплуатации, готовые металлические изделия могут трансформироваться, разбираться или иметь стационарную конструкцию. Используемые методы изготовления металлоконструкций зависят от особенностей объекта, на котором они будут эксплуатироваться. К примеру, для быстровозводимых сооружений обычно используются легкие металлоконструкции, каркас зданий практически любых типов состоит из упрочненного…

• Виды и устройство АГЗС

  АГЗС — так называются станции для заправки автомобилей газом. На них в автомобили и другой автотранспорт заправляется сжиженный газ. Для доставки газа на станцию чаще всего используются специальные автомобили, оборудованные цистернами или магистраль, по которой газ подаётся в специальное хранилище. Газ, доставленный автомобилями, перекачивают под давлением в специальные приёмные ёмкости — криоцистерны. При их изготовлении…

• Устройство пожарного резервуара

  Пожарный резервуар — это место для размещения запаса воды для тушения возможного возгорания. Она должна отвечать требованиям по проектированию, указанным в СНиП 2.04.01-85 Внутренний водопровод и канализация зданий П.6. Этот объект обязательно, согласно вышеуказанной норме, должен быть возведен на территории промышленного предприятия. Для создания пожарного запаса воды могут использоваться искусственные и естественные водоемы,…

• Волновые электростанции в россии

  Министерство энергетики разработало план развития зеленой электроэнергетики к 2020 году. Доля электроэнергии от альтернативных источников электроэнергии должна достигнуть 4,5% от общего количества энергии, вырабатываемой в стране. Однако по оценкам экспертов такое количество электроэнергии от возобновляемых источников стране просто не нужно. Общее мнение в этой области — развивать выработку электроэнергии за счет…

Классификация теплообменников по принципу действия

По принципу действия теплообменники подразделяют на три вида: рекуперативные, регенеративные и смесительные.

Рекуперативные теплообменники

В рекуперативных теплообменниках теплоносители омывают стенку с двух сторон и обмениваются при этом теплотой. Процесс теплообмена протекает непрерывно и имеет обычно стационарный характер. Стенка, которая омывается с обеих сторон теплоносителями, называется рабочей поверхностью теплообменника.

Рекуперативные теплообменники подразделяют в зависимости от направления движения теплоносителей. Если теплоносители движутся параллельно в одинаковом направлении, теплообменник называют прямоточным, а при противоположном направлении движения – противоточным. В теплообменнике с перекрестным током теплоносители движутся во взаимно перпендикулярных направлениях, при этом возможен однократный и многократный перекрестный ток. Встречаются и более сложные схемы движения теплоносителей.

Конструктивно рекуперативные теплообменники могут выполняться с трубчатыми (кожухотрубный теплообменник) и пластинчатыми (пластинчатый теплообменник) рабочими поверхностями.

Возможны также рекуперативные теплообменники с рабочей поверхностью в виде вращающейся трубы. В таких аппаратах можно получить значительное увеличение коэффициента теплопередачи.

Рекуперативные теплообменники, предназначенные для утилизации теплоты в газотурбинных установках, называют регенераторами; теплообменники для рассеивания теплоты горячей воды в окружающее пространство называют радиаторами. Назначением определяются также названия: воздухоподогреватели, маслоохладители, пароперегреватели и т.п.

Регенеративные теплообменники

В регенеративном теплообменнике одна и та же поверхность поочередно омывается то горячим, то холодным теплоносителем. При соприкосновении с горячим теплоносителем стенка аккумулирует теплоту, а затем отдает ее холодному теплоносителю. Для удовлетворительной работы теплообменника его рабочие стенки должны обладать значительной теплоемкостью.

Характерная особенность регенеративного теплообменника – нестационарный режим теплообмена. Чтобы процесс теплообмена протекал непрерывно при одинаковой продолжительности периода нагрева и охлаждения, такой теплообменник должен иметь две параллельно работающие секции.

Внутренняя полость регенеративного теплообменника заполняется насадкой, которая делается из кирпича, металла или другого материала.

Смесительные теплообменники

В смесительных теплообменниках процесс теплообмена сопровождается перемешиванием теплоносителей, т.е. они непосредственно соприкасаются друг с другом. Поэтому смесительные теплообменники называются также контактными. Процесс теплообмена в таком аппарате имеет стационарный характер и сопровождается испарением жидкости.

Смесительный теплообменник целесообразно использовать для таких теплоносителей, которые легко разделить после теплообменного аппарата. Например, такой парой теплоносителей является вода и воздух.

Наиболее важным фактором в рабочем процессе смесительного теплообменного аппарата является величина поверхности соприкосновения теплоносителей, которая зависит от степени дробления жидкости.

Для увеличения поверхности теплообмена на пути движения теплоносителей можно разместить насадку, которая представляет собой слой кускового материала (например, куски керамики, кокса и т.п.), или деревянные решетки. Пленка жидкости на поверхности насадки представляет собой дополнительную поверхность контакта, которая иногда может быть основной поверхностью теплообмена.

Из трех рассмотренных выше видов теплообменников наиболее широкое и разностороннее применение находят рекуперативные теплообменники.

Теплообменник — это… Что такое Теплообменник?

Простейший теплообменник типа «труба в трубе»

Теплообме́нник, теплообме́нный аппарат — устройство, в котором осуществляется передача теплоты от горячего теплоносителя к холодному (нагреваемому). Теплоносителями могут быть газы, пары, жидкости. В зависимости от назначения теплообменные аппараты используют как нагреватели и как охладители. Применяется в технологических процессах нефтеперерабатывающей, нефтехимической, химической, газовой и других отраслях промышленности, в энергетике и коммунальном хозяйстве.

Основные понятия, касающиеся теплопередающих устройств

Теплообменник – устройство для передачи тепла от одного теплоносителя к другому. Теплообменный аппарат – автономное теплопередающее устройство, состоящее из теплопередающего элемента (элементов) и полостей для движения теплоносителей. Имеет устройства для входа и выхода теплоносителей. Число, состав и схема соединения элементов в аппарате могут быть любыми. Система теплообменников – совокупность теплообменников, расположенных в ряд, параллельно либо в любой другой последовательности. Теплообменники в системе отличаются составом теплоносителей.

Редактирование: К удалению. Этот раздел содержит второстепенные понятия и ничего нового к остальным разделам не добавляет.

Основные типы

Теплообменники по способу передачи теплоты подразделяют на поверхностные, где отсутствует непосредственный контакт теплоносителей, а передача тепла происходит через твёрдую стенку, и смесительные, где теплоносители контактируют непосредственно. Поверхностные теплообменники в свою очередь подразделяются на рекуперативные и регенеративные, в зависимости от одновременного или поочерёдного контакта теплоносителей с разделяющей их стенкой^[1].

Поверхностные теплообменники

Рекуперативные теплообменники

Рекуперат́ивный теплообме́нник — теплообменник, в котором горячий и холодный теплоносители движутся в разных каналах, в стенке между которыми происходит теплообмен. При неизменных условиях параметры теплоносителей на входе и в любом из сечений каналов, остаются неизменными, независимыми от времени, т.е процесс теплопередачи имеет стационарный характер. Поэтому рекуперативные теплообменники называют также стационарными.

В зависимости от направления движения теплоносителей рекуперативные теплообменники могут быть прямоточными при параллельном движении в одном направлении, противоточными при параллельном встречном движении, а также перекрестноточными при взаимно перпендикулярном движении двух взаимодействующих сред.

Часто под рекуперативным теплообменником ошибочно понимается рекуперативный противоточный теплообменник. (В нём вместо уравнивания температурных потенциалов происходит их обмен, потери могут составлять до 30 %).

Теплообменник для газовой промышленности

Наиболее распространённые в промышленности рекуперативные теплообменники^[2]:

• Кожухотрубные теплообменники,
• Элементные (секционные) теплообменники,
• Двухтрубные теплообменники типа «труба в трубе»^[3],
• Витые теплообменники,
• Погружные теплообменники,
• Оросительные теплообменники,
• Ребристые теплообменники,
• Спиральные теплообменники,
• Пластинчатые теплообменники,
• Пластинчато-ребристые теплообменники,
• Графитовые теплообменники.
• фторопласт-Тефлоновые теплообменники.

Регенеративные теплообменники

В регенеративных поверхностных теплообменниках теплоносители (горячий и холодный) контактируют с твердой стенкой поочерёдно. Теплота накапливается в стенке при контакте с горячим теплоносителем и отдаётся при контакте с холодным.^[1]

Смесительные теплообменники

Смеси́тельный теплообме́нник (или конта́ктный теплообме́нник) — теплообменник, предназначенный для осуществления тепло- и массообменных процессов путем прямого смешивания сред (в отличие от поверхностных теплообменников). Наиболее распространены пароводяные струйные аппараты ПСА — теплообменники струйного типа, использующие в своей основе струйный инжектор^[4]. Смесительные теплообменники конструктивно устроены проще, нежели поверхностные, более полно используют тепло. Однако, пригодны они лишь в случаях, когда по технологическим условиям произ­водства допустимо смешение рабочих сред.

Большое применение контактные теплообменники находят в установках утилизации тепла дымовых газов, отработанного пара и т.п^[5].

Конструкции теплообменников

Конструкционно теплообменники подразделяют на:

• объемные одна из сред имеет значительный объем в теплообменнике, одна среда сосредоточена в баке большого объема, вторая протекает через змеевик;
• скоростные (кожухотрубные) среды движутся с достаточно большой скоростью для увеличения коэффициента теплоотдачи, много мелких трубочек находятся в одной большой (кожух), среды движутся одна в межтрубном пространстве, другая внутри трубочек, обычно в трубочках находится более «грязная» среда, так как их легче чистить;
• пластинчатый теплообменник состоит из набора пластин, среды движутся между пластинами, прост в изготовлении (штампованные пластины складываются с прокладками между ними), легко модифицируется (добавляются или убираются пластины), хорошая эффективность (большая площадь контакта через пластины).
• пластинчато-ребристый теплообменник в отличие от пластинчатого теплообменника состоит из системы разделительных пластин, между которыми находятся ребристые поверхности — насадки, присоединенные к пластинам методом пайки в вакууме.

С боков каналы ограничиваются брусками, поддерживающими пластины и образующие закрытые каналы. Таким образом, в основу пластинчато-ребристого теплообменника положена жесткая и прочная цельнопаянная теплообменная матрица, построенная по сотовому принципу и работоспособная (даже в исполнении из алюминиевых сплавов) до давления 100 атм. и выше. В пластинчато-ребристых теплообменниках существует большое количество насадок, что позволяет подбирать геометрию каналов со стороны каждого из потоков, реализовывая оптимальную конструкцию. Основные достоинства данного типа теплообменников — компактность (до 4000 м2/м3) и легкость. Последнее обеспечивается за счет применения при изготовлении теплообменной матрицы пакета из тонколистовых деталей из легких алюминиевых сплавов.

• Оребренные пластинчатые теплообменники, ОПТ состоит из тонкостенных оребренных панелей, изготовленных методом высокочастотной сварки, соединенные поочередно с поворотом на 90 градусов. За счет конструкции, а также многообразия используемых материалов достигаются высокие температуры греющих сред, небольшие сопротивления, высокие показатели отношения телепередающей площади к массе теплообменника, длительный срок службы, низкая стоимость и др. Часто используются для утилизации тепла отходящих газов.
• спиральный теплообменник представляет собой два спиральных канала, навитых из рулонного материала вокруг центральной разде­лительной перегородки — керна, среды движутся по каналам. Одно из назначений спиральных тепло­обменников — нагревание и охлаждение высоковязких жидкостей.

При выборе между пластинчатыми и кожухотрубными теплообменниками предпочтительными являются пластинчатые, коэффициент теплопередачи которых более чем в три раза больше, чем у традиционных кожухотрубных.^[2] Кроме того, коэффициент полезного действия пластинчатых теплообменников составляет 90-95 %, а занимаемая площадь в 3-4 раза меньше, чем для кожухотрубных.^[6].

В то же время пластинчатые теплообменники, оснащённые средствами автоматики, регулирования и надёжной арматурой, позволяют снизить количество теплоносителя, идущего на нагрев воды. А значит, и диаметры трубопроводов и запорно-регулирующей арматуры, снизить нагрузки на сетевые насосы и, соответственно, уменьшить потребление электроэнергии и др.

Но на данный момент стали появляться современные кожухотрубные теплообменники, оснащенные трубками, профилированными таким образом, чтобы рост гидравлического сопротивления ненамного превышал рост теплоотдачи вследствие применения турбулизаторов потока. Это достигается накаткой на внешней поверхности трубы кольцевых или винтообразных канавок, вследствие образования которых на внутренней поверхности трубы образуются плавно очерченные выступы небольшой высоты, интенсифицирующие теплоотдачу в трубах. Данная технология, в дополнение к таким важным показателям как высокая надежность (также при гидравлическом ударе) и меньшая стоимость, дает отечественному кожухотрубному оборудованию дополнительные преимущества по сравнению с иностранными пластинчатыми аналогами. Но это преимущество исчезает при первой промывке такого теплообменника, т.к. очистка внутренних поверхностей трубок с винтообразными канавками практически невозможна и ведет к быстрому выходу такого теплообменника из строя.

Серьёзной проблемой является коррозия теплообменников. Для защиты от коррозии применяется газотермическое напыление трубных досок, труб пароперегревателей. Это относится не только к кожухотрубным теплообменникам, изготовленным из углеродистой стали. Пластины пластинчатых теплообменников в подавляющем большинстве изготавливаются из коррозионно-стойкой жаропрочной стали, но несмотря на этот факт также подвержены питтинговой коррозии при использовании неингибированных сред.

См. также

Примечания

1. ↑ ^{1 2} Атомная энергетика. Словарь терминов
2. ↑ ^{1 2} Теплообменники
3. ↑ Технология Перекачиваемого Льда. Архивировано из первоисточника 14 февраля 2012. Проверено Апрель 3, 2011.
4. ↑ Смесительный теплообменник.//Промышленная теплоэнергетика и теплотехника. Справочник. (Теплоэнергетика и теплотехника; Кн.4). Под общей ред. Клименко А. В. и Зорина В. М. М.: Издательство МЭИ, 2004. — 632 с.
5. ↑ Н.Ф.Свиридов, Р.Н.Свиридов, И.Н.Ивуков, Б.Л.Терк Установка утилизации тепла дымовых газов // «Энергосбережение» №4/2002.
6. ↑ Энергобезопасность в документах и фактах №2, 2006

Литература

• В. Н. Луканина. Теплотехника. — М., «Высшая школа», 2002 г.

Ссылки

Принцип работы и типы кожухотрубных теплообменников

Кожухотрубные теплообменники – это аппараты, предназначенные для передачи тепла между двумя автономными потоками – горячим и холодным. Процесс теплообмена заключается в движении жидкостей в разных полостях,причем преимущественно выбирается противоточная схема движения жидкости. Во время движения жидкости горячая среда предает тепло холодной  через стенки теплообменных труб.

Чтобы купить кожухотрубный теплообменник или узнать цены на кожухотрубный бойлер, звоните по телефону: +7 (800) 555-81-91 или заполните заявку на сайте.

Наши специалисты готовы предоставить полную информацию о технических характеристиках оборудования, а также оказать консультационную поддержку при выборе теплообменника, учитывая требования заказчика, а также условия эксплуатации.

Стоимость кожухотрубного теплообменника

Узнать цену

 

Кожухотрубные теплообменники появились в начале ХХ века и получили свое название из-за тонких теплообменных труб,находящихся в середине основного кожуха,причем их количество влияет на поверхность теплообмена,и,как следствие, эффективность аппарата. Их разработка была связана с потребностью в аппаратах с высоким показателем производительности и способностью работать при высоком давлении. Изначально применялись на тепловых станциях, затем – как компоненты испарителей и нагревателей в нефтепромышленности. Зачастую аппараты работали с загрязненными средами,что способствовало конструировать их так,чтобы обеспечить легкость ремонта и очистки.   

С годами кожухотрубные теплообменники стали наиболее широко применяемым типом аппаратов. Это обусловлено прежде всего надежностью конструкции, большим набором вариантов исполнения для различных условий эксплуатации, в частности:

• однофазные потоки, кипение и конденсация по горячей и холодной сторонам теплообменника с вертикальным или горизонтальным исполнением

• диапазон давления от вакуума до высоких значений

• в широких пределах изменяющиеся перепады давления по обеим сторонам вследствие большого разнообразия вариантов

• удовлетворение требований по термическим напряжениям без существенного повышения стоимости аппарата

• размеры от малых до предельно больших (5000 м2)

• возможность применения различных материалов в соответствии с требованиями к стоимости, коррозии, температурному режиму и давлению

• использование развитых поверхностей теплообмена как внутри труб, так и снаружи, различных интенсификаторов и т.д.

• возможность извлечения пучка труб для очистки и ремонта

Сегодня это самые распространенные агрегаты с промышленным и бытовым назначением.

Устройство кожухотрубного теплообменника

Кожухотрубный теплообменник состоит из:

• распределительной камеры,с патрубками входа и выхода среды;

• кожух(корпус) теплообменника с патрубками входа и выхода среды;

• теплообменные трубки;

• трубные решетки;

• задняя(разворотная) камера

 

Конструкция кожухотрубчатого теплообменника:

Теплообменник дополнительно оснащается опорами, позволяющими расположить его горизонтально, и монтажными креплениями.

Принцип действия

Принцип работы кожухотрубчатого теплообменника простой. Агрегат разделяет носители, внутри устройства не происходит смешивание продуктов. Тепло передается по трубкам, которые находятся между теплоносителями. Один из них помещен внутри труб, другой подается в межтрубный участок под давлением. Энергоносители могут различаться по своему агрегатному состоянию – газообразному, парообразному или жидкостному.

Чтобы купить кожухотрубный теплообменник или узнать цены на кожухотрубный бойлер, звоните по телефону: +7 (800) 555-81-91 или заполните заявку на сайте.

Наши специалисты готовы предоставить полную информацию о технических характеристиках оборудования, а также оказать консультационную поддержку при выборе теплообменника, учитывая требования заказчика, а также условия эксплуатации.

Стоимость кожухотрубного теплообменника

Узнать цену

Виды и типы кожухотрубных теплообменников

Диаметр теплообменников может быть в пределах 159-3000 мм, длиной-от 0,1 до десятков метров. Максимальный уровень давления – 160 кг/см2. Существуют следующие типы установок:

1. Со встроенными трубчатыми решетками. Конструктивно предусмотрена жесткая сцепка всех составляющих частей. Эти аппараты используются преимущественно в нефте- и химической промышленности. На их долю приходится три четверти рыночного предложения. Для данного вида характерны приваренные к внутренней стороне корпуса решетки труб и прочно скрепленные с ними трубки. Такая фиксация не дает составляющим компонентам сдвигаться внутри корпуса.
2. С температурным компенсатором. Кожухотрубный теплообменник путем продольного сжатия или с помощью особых упругих вставок в расширителях  возмещает удлинение от тепла. Устройство является полужестким.
3.   С плавающей головкой. Таким термином называется подвижная решетка, перемещаемая по системе совместно с крышкой. Агрегат стоит дороже, но он усовершенствован и надежен.
4. С изогнутой формой (U-образной). В конструкции два конца приварены к одной решетке с поворотом на 180 градусов и радиусом от 4 диаметров трубы, благодаря чему кожухотрубные теплообменники имеют свободно удлиняющиеся трубы.
5. С комбинированным наполнением. Оборудованы компенсатором и встроенной плавающей головкой.

Исходя из направления передвижения, агрегаты делятся на виды:

1. Одноточные.

2. Противоточные.

3. Перекресточные.

Аппараты бывают одноходовые и многоходовые. В первом варианте наполнитель перемещается по короткой траектории, пример – водонагреватель ВВП, применяемый в отопительных системах. Он подходит для зон, где не принципиальна величина теплообмена (разница температур окружающей среды и теплоносителя минимальна). Второй вид оснащен поперечными или продольными перегородками, обеспечивающими перенаправление потоков носителя. Многоходовые устройства используются в местах, где важна высокая скорость теплообмена.

Эксплуатационные характеристики

К достоинствам трубчатоготеплообменника можно отнести отличный показатель эксплуатационного срока. Для долгой и стабильной службы устройства требуется своевременно проводить техобслуживание. Как правило, трубы агрегата заполняют нефильтрованной жидкостью, что приводит к их закупорке и нарушает работу всей системы. Трубки требуется прочищать, а остальные элементы – промывать.

Если необходим ремонт, обязательным этапом идет диагностика. В процессе выявляются ключевые проблемы. Наиболее уязвимая часть агрегата – трубы, они чаще всего подвержены повреждениям.  

Преимущества :

• повышенная стойкость к гидроударам, что выгодно отличает устройства от аналогов;

• способность функционировать в условиях, далеких от идеальных, с использованием сильно загрязненных веществ;

• простота эксплуатации, механическая чистка и техническое обслуживание не представляют трудностей для персонала;

• хорошая ремонтопригодность.

Последнее качество особенно ценно, если сравнивать кожухотрубчатый аппарат с пластинчатым. Пластинчатые установки имеют в конструкции сложные прокладки и чаще подвержены засорению ввиду небольшого поперечного сечения проточных каналов. После каждой чистки аппарата уплотнения меняют, что выходит довольно дорого. Форма прокладок кожухотрубных теплообменников более простая, это облегчает замену. По количеству их нужно меньше.

Кроме того, пластинчатые варианты не пригодны к применению в зонах с жесткой водой или там, где не исключены механические частицы. Кожухотрубные изделия не настолько требовательны, они могут работать даже с морской водой и агрессивными жидкостями.

Недостатки :

• низкий, по аналогии с пластинчатыми, коэффициент полезного действия. На этот показатель влияет меньшая площадь теплопередающей поверхности;

• большие габариты. Из-за этого цена аппарата выше, равно как и расходы на его эксплуатацию;

• теплоотдача сильно зависима от скорости движения жидкости.

Несмотря на перечисленные недостатки, кожухотрубные теплообменники прочно заняли свое место на рынке. Они все так же популярны и пользуются повышенным спросом.

Область применения

Основные потребители кожухотрубных теплообменников с бытовой точки зрения – жилищно-коммунальные хозяйства. Они применяют агрегаты в составе инженерных сетей. Широко используют изделия теплосети для поставки в жилые дома горячей воды. Если есть возможность, имеет смысл сделать индивидуальный тепловой пункт, он значительно эффективнее, чем централизованная магистраль.

Кожухотрубные устройства нашли применение в нефтедобывающей отрасли, химической и газовой промышленности,в сфере теплоэнергетики. Не обошли их своим вниманием пивное и пищевое производство. Но больше всего востребованы теплообменники в как конденсаторы, утилизаторы тепла отработанных газов и подогреватели.

ООО «НЗТО» выпускает изделия, которые характеризуются малой чувствительностью к перепадам температур и давления, не имеют ограничений по рабочим средам. Мы изготавливаем продукцию заданных размеров, горизонтальной или вертикальной ориентации, разных диапазонов рабочего давления и материалов.

Перейти в фотогалерею

Чтобы купить кожухотрубный теплообменник или узнать цены на кожухотрубный бойлер, звоните по телефону: +7 (800) 555-81-91 или заполните заявку на сайте.

Наши специалисты готовы предоставить полную информацию о технических характеристиках оборудования, а также оказать консультационную поддержку при выборе теплообменника, учитывая требования заказчика, а также условия эксплуатации.

Стоимость кожухотрубного теплообменника

Узнать цену

функция, виды, принцип работы, производители

Содержание статьи:

Прямая передача тепла от сгорающего топлива теплоносителю невозможна. В отопительных котлах она выполняется за счет работы специального устройства. Это теплообменник для газового котла. От его конструкции и материала зависит срок службы аппарата и его КПД.

Основная функция теплообменника для котла

В теплообменнике происходит нагревание воды, которая циркулирует в системе и передает тепло радиаторам

На горелку котла подают газ и воздух для сжигания. Газ горит, выделяя тепло, продукты сгорания выводятся вовне. Источник тепла в этом случае – элемент неподвижный.

Теплоноситель – вода или антифриз – поступает в теплообменник. Это устройство, которое обеспечивает теплообмен между двумя средами с разной температурой. Последний размещается в камере сгорания над горелкой. Вода, двигаясь по теплообменнику, нагревается и подается в трубы отопления. Чаще всего устройство имеет вид набора пластин или трубок. Чем больше его рабочая поверхность, тем лучше и быстрее нагревается вода.

Материал изготовления

Изготавливают теплообменник для котла из материалов прочных, хорошо проводящих тепло, не склонных к коррозии и достаточно устойчивых к давлению. Поскольку приходится учитывать и стоимость материала, выбор невелик.

Сталь

Стальной теплообменник дешевле в цене, но менее долговечный

Это самый доступный материал. Сталь очень прочная, но хорошо поддается обработке. Цена невелика. Плюс такого варианта – стойкость к высокой температуре. Сталь пластична и при нагреве не покрывается трещинами, не деформируется даже на участках, контактирующих с горелкой.

Стальной теплообменник на твердотопливный или газовый котел склонен к коррозии. Вода внутри трубок и продукты сгорания в камере котла разрушительно действуют на материал. Это сказывается на долговечности. Модель из стали много весит, это приводит к дополнительному расходу топлива на прогрев самого элемента.

Теплообменник из нержавеющей стали устойчив к коррозии и служит не менее 50 лет.

Чугун

Материал гораздо устойчивее к коррозии чем сталь, не боится ржавчины и действия кислотных ангидридов. Срок эксплуатации достигает 50 лет. Однако чугун – сплав хрупкий, под действием температуры может растрескиваться. Чтобы избежать повреждений, чугунный трубчатый теплообменник необходимо промывать: если используется обычная вода, то 1 раз в год; если антифриз – то 1 раз в 2 года; если дистиллированная жидкость – 1 раз в 4 года.

Вес элемента из чугуна еще больше, поэтому на нагрев приходится тратить больше топлива и времени.

Медь

Медь – благородный металл, не подверженный никаким видам коррозии. Она химически инертна, отлично переносит давление. Медь лучше проводит тепло, поэтому для нагрева самого элемента и протекающей жидкости требуется меньше топлива. Вес медной модели невелик, размеры компактны при очень развитой рабочей поверхности.

Недостаток – высокая цена. Также медный теплообменник слишком чувствителен к нагреву до высоких температур. Чаще встречается у котлов от зарубежных изготовителей.

Медный

Чугунный

Классификация теплообменников

Первичный теплообменник для контура отопления в виде змеевика с пластинами

Газовые котлы могут выполнять несколько функций. Главная – обогрев жилища. Однако двухконтурные модели также нагревают воду для разных бытовых нужд: от мытья посуды до ванной. По этому признаку и различают теплообменники.

Первичные

Обслуживает систему отопления. Представляет собой трубу с довольно большим диаметром, изогнутую в виде змеевика в одной плоскости. Чтобы увеличить рабочую поверхность устройства, здесь же размещают пластины разного размера.

Первичный теплообменник подвергается самым высоким нагрузкам. Извне на него действуют продукты сгорания – копоть, грязь, кислотные ангидриды, изнутри – соли, растворенные в теплоносителе. Чтобы снизить износ, деталь покрывают краской и обрабатывают антикоррозийными составами.

Лучший вариант – теплообменник из нержавейки или меди, так как он не подвержен ржавлению и не боится отложения солей.

Вторичные

Вторичный теплообменник для ГВС

Такой теплообменник нагревает жидкость для горячего водоснабжения. Температура его нагрева меньше, но и нагревать воду для бытовых нужд выше +60 С не стоит. Чаще всего это пластинчатая конструкция: собирается из множества пластин с выдавленными ходами, по которым циркулирует водопроводная вода. Многоходовые модели более эффектны, так как в пределах одной пластины жидкость несколько раз меняет направление, то есть находится в ней дольше и прогревается лучше. Изготавливают его из стали, меди, алюминия.

Битермические

Битермические теплообменники при засорении необходимо менять на новые

Представляет собой вставленные друг в друга 2 трубы. По внутренней перемещается теплоноситель, по внешней – вода для ГВС. Жидкость для отопления нагревается в камере сгорания и частично отдает тепло воде для бытовых нужд.

Конструкция гораздо дешевле. Но хотя вода здесь нагревается быстрее, ее объем ограничен. Кроме того, битермический теплообменник очень чувствителен к качеству воды и намного быстрее загрязняется. Чистить прибор недостаточно. Чтобы предотвратить быстрое засорение и вывод из строя, необходимо установить на входе фильтры для воды.

Очистить совмещенный теплообменник как обычный отдельный не удается. При больших отложениях соли или засорении элемент придется поменять.

Критерии выбора

Главный параметр теплообменника – его мощность

При выборе устройства учитывают назначение – в данном случае это нагрев теплоносителя, и тип среды – пар, воду, антифриз. Газовый котел обычно работает с водой, но бывают исключения.

Остальные критерии выбора:

• Температура теплоносителя на входе и выходе – необходимо рассчитать, какое количество тепла должен получать потребитель. Исходя из этих данных вычисляют мощность теплообменника.
• Допустимые потери по давлению – давление воды во время прохождения по теплообменнику снижается. Если оно падает слишком низко, не удается создать столб горячей воды достаточной высоты.
• Максимальная рабочая температура – на горелке достигает 600–700 С. Такую температуру выдерживает чугунный и стальной теплообменник, медный с некоторым трудом. Алюминиевую модель использовать запрещается.
• Максимальное рабочее давление – не ограничивает выбор конструкции или материала.

Значимым параметром оказываются габариты. При одинаковой эффективности кожухотрубный теплообменник занимает площадь в 3–4 раза больше, чем пластинчатый.

Правильная эксплуатация

Промывку теплообменника проводят в зависимости от жесткости воды

Транспортировка, монтаж и эксплуатация теплообменного устройства подробно описаны в инструкции:

• Теплообменник в аппарате размещают так, чтобы к нему был свободный доступ для осмотра и ремонта.
• Запуск выполняют при стабильных показателях давления и температуры. Нельзя повышать температуру быстрее, чем на 10 градусов в минуту или увеличивать давление больше, чем на 10 бар в час.
• При заполнении водой воздушные клапаны и вентили за теплообменником остаются открытыми. После запуска насоса их закрывают. Таким образом добиваются стабильного давления.
• Изменять параметры нагрева нужно плавно. Чем медленнее это происходит, тем дольше прослужат уплотнители и сам теплообменник.
• Периодически устройство нужно чистить. Пластинчатый очищают прямо в раме, затем вынимают пластины и промывают. Возможен другой метод: сначала изъятие, а затем очистка пластин. Кожухотрубные чистить не рекомендуют. При сложных засорениях мастер ставит заглушку.
• Перед повторным пуском проверяют состояние всех прокладок. Давление и температуру устанавливают как при 1 запуске.

Чтобы избежать отложения солей, на водопроводную трубу перед входом котел ставят фильтр.

Возможные неисправности

Стальные изделия подвергаются коррозии и подлежат замене

Большинство неполадок требует вмешательства специалистов. Некоторые может устранить и пользователь:

• Снижение давления – если вызвано загрязнением, достаточно почистить теплообменник. При неправильном подключении к сети нужно сверить подсоединение с чертежом в инструкции.
• Снижение КПД – при механическом загрязнении устройство промывают. Если причина в накоплении масла, некондиционных газов, устанавливают дополнительные устройства для их вывода.
• Протечка – чаще всего вызвана разложением уплотнителей. Их заменяют.
• Смешение рабочих сред – возникает при коррозии пластин или трубок. Пластины можно заменить частично, кожухотрубный теплообменник придется ставить новый.

Пока действует гарантия, запрещается самостоятельно вскрывать теплообменник и выполнять какой-либо ремонт.

Популярные производители

Теплообменник чугунный для напольного котла Белето

Теплообменники выпускают многие производители. Наиболее популярными в 2019 году были следующие компании.

Navien

Крупнейший корейский производитель. Выпускает изделия, предназначенные для бытовых котлов. Преимущество – стойкость к низкому качеству воды и гидроударам. Устройство прекрасно адаптировано к плохим условиям эксплуатации.

Baxi

Итальянский изготовитель. Представляет на рынке настенные и конденсационные котлы напольные с чугунным теплообменником, а также электрические обогреватели.

Первичные теплообменники компания выполняет из меди и латуни. Для вторичных пластинчатых используется нержавеющая сталь. Это повышает стоимость изделий, но обеспечивает максимальную долговечность.

И другие

На рынке есть и другие достойные производители:

• Fondital Victoria Compact – итальянская фирма. Предлагает битермические медные теплообменники высокой производительности.
• Белето – известный российский завод, выпускает разнообразное газовое оборудование. Изготавливает стальные, чугунные и медные теплообменники разного типа.
• Аристон – предлагает алюминиевые и медные теплообменники. Материалы нечувствительны к коррозии, а технология изготовления гарантирует их прочность.

Если есть необходимость увеличить КПД котла при замене устройства, консультируются со специалистом, чтобы рассчитать требуемые параметры.

виды теплообменных аппаратов, устройство оборудования, принцип работы

Устройство, предназначенное для передачи тепловой энергии от более нагретой среды (жидкости или газа) к другой, температура которой ниже, носит название теплообменник (часто употребляемое сокращение – т/о). Обобщенно этот термин применяют ко всем аппаратам, в которых теплота передается от одного вещества к другому, включая те, где обмен энергией сопровождается фазовыми переходами: испарением или конденсацией.

Принцип работы теплообменника

По характеру процесса, которым тепло передается в системе, теплообменное оборудование подразделяют на смесительное, регенеративное и рекуперативное (поверхностное):

• в смесительных т/о нагретый и холодный потоки контактируют, перемешиваясь. Пример: охладительные башни (градирни) электростанций;
• регенеративные т/о действуют по принципу периодического цикла, когда поочередно в аппарат поступает сперва нагретый, затем холодный газ. Так устроены воздухонагреватели в металлургии;
• в конструкции рекуператора два потока с разной температурой разделены поверхностью (стенкой), а энергия передается за счет теплопроводности ее материала.

Последний способ позволяет осуществлять обмен энергией в постоянном режиме, сохраняя чистоту теплоносителя. Такой вариант нашел наибольшее распространение. Чтобы процесс теплопереноса был эффективным, требуется создать большую поверхность контакта веществ. При этом конструктивное решение должно позволять обслуживать аппарат. Поэтому появилось большое количество видов устройств, отличающихся своей производительностью и надежностью.

Основные разновидности аппаратов

Несмотря на большое разнообразие конструкций теплообменного оборудования, их можно свести к нескольким базовым типам.

Пластинчатые. Состоят из набора стянутых в единый пакет гофрированных пластин, образующих разветвленную сеть каналов. Друг от друга они отделены уплотнительными прокладками сложной формы, придающими сборке герметичность. В углах пластин имеются четыре отверстия, попарно образующие подачу и отбор нагревающегося и охлаждаемого вещества. Чередование холодной и горячей зон в пакете обеспечивается тем, что пластина не является симметричной и может быть установлена двумя способами с разворотом на 180°. Материал для их производства выбирается с учетом коррозионной стойкости к среде, для работы с которой предназначено устройство. Им могут быть: разные марки нержавеющих или высоколегированных сталей, титан, медь, никель. Достоинство пластинчатых т/о в их наибольшем КПД среди всех видов конструкций, часто превышающем 90 %, а также значительно меньшие размеры и масса.

Кожухотрубные. Наиболее распространенная на сегодня разновидность теплообменного аппарата, состоящая из пучка труб, объединенных общей распределительной камерой и помещенных внутри кожуха (обычно – трубы большего диаметра). Один из потоков теплоносителя подается в трубную решетку, другой – в межтрубное пространство. Стенки самих труб служат поверхностью, через которую происходит теплопередача. Достоинства такой конструкции: способность работы под большими давлениями, широкий интервал температур, долговечность. Недостатки: более низкий КПД в сравнении с пластинчатым (порядка 75 %), большие размеры и вес оборудования.

Спиральные. Представляют собой две длинных металлических полосы, навитые вокруг центральной трубы, имеющей специальную перегородку. Чтобы зазор между листами сохранялся постоянным и было исключено их соприкосновение, на одну из сторон навариваются разделители. Наружные концы навитых листов приваривают к обечайке, помещенной в защитный цилиндрический кожух. В боковых крышках высверливают отверстия, к которым герметично закрепляют патрубки. Теплообменный аппарат такого типа обладает важным преимуществом перед устройствами других видов – возможностью быстрой и легкой очистки от отложений в зазорах. Для этого достаточно откинуть одну из боковых крышек, которые специально для этого обычно закрепляют на поворотных петлях.

Заказать теплообменник сейчасРасчет и подбор за 15 минут

Другие типы устройств

Перечисленными разновидностями богатство конструкций теплообменного оборудования не ограничивается. Так, выделяют следующие варианты изделий:

• скоростные (геликоидные) аппараты. Применяются для передачи энергии при высоких скоростях потока протекающего теплоносителя. Название получили за особый вид профиля трубок, создающий интенсивное закручивание и перемешивание слоев, за счет чего отдача тепла происходит значительно быстрее;
• «труба в трубе». Простейшая конструкция, где внутри изделия большего диаметра находится еще одно, поменьше. Отличается конструкционной прочностью, применяется при особо высоких давлениях сред;
• витые. Это разновидность кожухотрубного типа, где внутренние трубки навиты в спираль;
• графитовые. Их используют для передачи температуры между химически агрессивными жидкостями. Состоят из блоков инертного материала графита, имеющего хорошую проводимость тепла;
• погружные теплообменники – представляют собой спирально навитую трубку, которая погружена в бак с другим веществом (как правило, охлаждающей жидкостью).

Сферы применения

Теплообменные аппараты можно встретить в самых разных областях хозяйства. Области их использования обширны.

Жилищно-ко​ммунальное хозяйство

Для поддержания в жилых, производственных и офисных помещениях условий для пребывания людей создаются системы вентиляции, отопления, горячего водоснабжения. В каждой из них есть потребность в использовании теплообмена.

• В центральном отоплении и ГВС температура теплоносителя бывает близка к 100 градусам. Подача такой перегретой воды непосредственно во внутридомовую сеть опасна. Радиаторы из алюминия и пластиковые трубы не выдержат нагрузки, что может привести к ожогам. Поэтому в теплоузлах зданий всегда устанавливают т/о.
• Использование теплообменника в вентиляции позволяет согревать холодный воздух с улицы, поступающий в помещения, теплотой отводимого из здания. Это экономит немалые деньги на отоплении в холодный сезон.
• Водоподготовка бассейнов требует поддержания комфортной температуры. Используется внешний теплоноситель, от которого установка передает тепло в бассейн. Такие устройства также присутствуют в каталоге компании «Комплексное снабжение».

Энергетика

При проектировании силового оборудования теплоэлектростанций часто используются системы, состоящие из нескольких контуров. Жидкость или пар, циркулирующие внутри аппарата, остаются в замкнутом пространстве, а передача энергии потребителям происходит посредством теплообмена из вторичного контура. Особенно актуальна многоконтурная схема в атомных электростанциях, где выходящий из реактора теплоноситель радиоактивен. Подогрев холодного воздуха, подаваемого в камеру сгорания котла за счет тепла продуктов сгорания, значительно повышает топливную эффективность аппарата.

Промышленность

Во многих отраслях промышленности предварительный подогрев подаваемого в производство сырья может значительно увеличить качество и эффективность процессов. В то же время значительное количество энергии бесполезно рассеивается с отработанными газами или сточными водами. Использование этого тепла для нагрева поступающего сырья снижает потребность в топливе и ведет к значительной экономии. Например, в металлургии установки регенеративного типа для нагрева доменного дутья перед подачей воздуха в печь уменьшили расход кокса на 30 %.

Транспорт

Двигательные установки кораблей, железнодорожных локомотивов, тяжелого автотранспорта выделяют при работе огромное количество тепла, которое выбрасывается в атмосферу. Одновременно всегда есть потребность нагрева какой-то жидкости для нормальной работы агрегата: топливный мазут, воздух входных коллекторов, судовые системы отопления и водоснабжения. Возможность использовать часть энергии отработанных газов с пользой формирует потребность в теплообменном оборудовании.

Подобрать необходимый

теплообменник под Ваш объектПредоставим цену дилера, доставка по РФ и Казахстану в срок

Особенности устройства пластинчатых теплообменников

По способу сборки выделяют следующие виды пластинчатых т/о: сварные, полусварные, паяные и разборные. Последняя разновидность особенно удобна тем, что позволяет выполнять разборку и последующую сборку устройств непосредственно на месте их эксплуатации при необходимости внутренней чистки или ремонта. Важным фактором в пользу разборного пластинчатого т/о окажется возможность замены отдельных пластин при их повреждении. Также можно поменять отдельно прокладку, если возникает протечка. Этот вид аппарата хорош и тем, что пользователь может уже после монтажа системы изменить его производительность путем покупки и установки дополнительных пластин. Отдельные пластины для наиболее популярных моделей теплообменников самых распространенных брендов, а также прокладки к ним Вы можете найти в каталоге компании «Комплексное снабжение».

Как выбрать правильный теплообменник

Выбор оборудования для конкретных условий эксплуатации определяет множество обстоятельств. Необходимо учесть нагрузки и производительность аппарата, оценить затраты как на покупку и монтаж, так на обслуживание в течение срока эксплуатации. Надежность и репутация производителя – также немаловажные факторы. Для примера: в простейшем варианте для бытовой отопительной системы с котлом может быть использован кожухотрубный тип т/о. Его кажущиеся простота и неприхотливость соблазняют возможностью обходиться без чистки. Однако теплопроводность агрегата со временем понизится от отложений, и тепла будет требоваться все больше. Пластинчатый т/о в этих же условиях сохранит эффективность, но потребует чистки каждые 3-5 лет. Рассчитать оптимальную конфигурацию оборудования с учетом всех параметров сумеет специалист, обладающий необходимыми знаниями и опытом.

Остались вопросы?

Обращайтесь к нам! Инженеры компании «Комплексное снабжение» произведут грамотный расчет любого вида теплообменника и подберут оптимальный вариант по соотношению «цена-качество». На все оборудование предоставляем официальную гарантию. Свяжитесь с нами удобным Вам способом: по телефону 8 (804) 333-71-04 (звонок по РФ бесплатный) или же напишите на электронную почту [email protected].

Какие бывают виды теплообменников в pdf

Теплообменник и его виды

Теплообменник

Теплообменник — это устройство, используемое для передачи тепла между твердым предметом и жидкостью, или между двумя или более жидкостями. Жидкости могут быть разделены сплошной стенкой для предотвращения смешивания или могут находиться в прямом контакте. Они широко используются в системах отопления, охлаждения, кондиционирования воздуха, электростанциях, химических заводах, нефтехимических заводах, нефтеперерабатывающих заводах, переработке природного газа и очистке сточных вод.Классический пример теплообменника находится в двигателе внутреннего сгорания, в котором циркулирующая жидкость, известная как охлаждающая жидкость двигателя, проходит через змеевики радиатора, а воздух проходит мимо змеевиков, что охлаждает охлаждающую жидкость и нагревает поступающий воздух. Другим примером является теплоотвод, который представляет собой пассивный теплообменник, который передает тепло, выделяемое электронным или механическим устройством, в текучую среду, часто воздух или жидкий хладагент.

Схема потока

Существует три основных классификации теплообменников в зависимости от их расположения.
В теплообменниках с параллельным потоком две жидкости входят в теплообменник с одного и того же конца и проходят параллельно друг другу на другую сторону.
В противоточных теплообменниках жидкости поступают в теплообменник с противоположных концов. Противоточная конструкция является наиболее эффективной, поскольку она может передавать наибольшее количество тепла от теплоносителя (теплоносителя) на единицу массы из-за того, что средняя разница температур на любой единице длины выше.
В теплообменнике с перекрестным потоком жидкости проходят через теплообменник примерно перпендикулярно друг другу.

Для повышения эффективности теплообменники сконструированы таким образом, чтобы максимально увеличить площадь поверхности стенки между двумя жидкостями при минимальном сопротивлении потоку жидкости через теплообменник. На характеристики теплообменника также может повлиять добавление ребер или гофр в одном или обоих направлениях, которые увеличивают площадь поверхности и могут направлять поток жидкости или вызывать турбулентность.

Типы

Двухтрубные теплообменники — это простейшие теплообменники, используемые в промышленности.С одной стороны, эти теплообменники дешевы как с точки зрения проектирования, так и с точки зрения обслуживания, что делает их хорошим выбором для небольших производств. С другой стороны, их низкая эффективность в сочетании с большим пространством, занимаемым в крупных масштабах, побудили современные отрасли промышленности использовать более эффективные теплообменники, такие как кожухотрубные или пластинчатые. Однако, поскольку двухтрубные теплообменники просты, они используются для обучения студентов основам проектирования теплообменников, поскольку основные правила для всех теплообменников одинаковы.

Кожухотрубный теплообменник

Кожухотрубные теплообменники состоят из серии трубок.Один набор этих трубок содержит жидкость, которую необходимо нагревать или охлаждать. Вторая жидкость течет по трубкам, которые нагреваются или охлаждаются, так что она может либо обеспечивать тепло, либо поглощать необходимое тепло. Набор трубок называется пучком труб и может состоять из нескольких типов труб: гладких, с продольным оребрением и т. Д. Кожухотрубные теплообменники обычно используются для приложений с высоким давлением (с давлением более 30 бар и температурой выше чем 260 ° C). Это связано с тем, что кожухотрубные теплообменники отличаются прочностью благодаря своей форме.

При проектировании труб в кожухотрубных теплообменниках необходимо учитывать несколько конструктивных особенностей теплообменника: Может быть много вариантов конструкции кожухотрубных теплообменников. Как правило, концы каждой трубы соединяются с воздухозаборниками (иногда называемыми водяными камерами) через отверстия в трубных решетках. Трубки могут быть прямыми или изогнутыми в форме U, называемыми U-образными трубками.

Пластинчатые теплообменники

Другой тип теплообменника — пластинчатый теплообменник.Эти теплообменники состоят из множества тонких, слегка отделенных друг от друга пластин, которые имеют очень большую площадь поверхности и небольшие проходы для потока жидкости для передачи тепла. Достижения в технологии прокладок и пайки сделали пластинчатый теплообменник все более практичным. В системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха большие теплообменники этого типа называются пластинчато-рамными; при использовании в открытом контуре эти теплообменники обычно имеют прокладочный тип, что позволяет проводить периодическую разборку, чистку и осмотр. Существует много типов пластинчатых теплообменников с постоянным соединением, например, паяные погружением, вакуумной пайки и сварные пластинчатые теплообменники, и они часто используются для применений с замкнутым контуром, таких как охлаждение.Пластинчатые теплообменники также различаются типами используемых пластин и конфигурацией этих пластин. На некоторых пластинах могут быть нанесены «шевроны», углубления или другие узоры, тогда как на других могут быть обработаны ребра и / или канавки.

Пластинчатый теплообменник

Третий тип теплообменника — это пластинчатый теплообменник, в котором пластинчатый теплообменник сочетается с технологиями кожухотрубного теплообменника. Сердце теплообменника состоит из полностью сварного пакета круглых пластин, изготовленного путем прессования и резки круглых пластин и их сварки.Сопла переносят поток внутрь и наружу пакета пластин. Полностью сварной пакет пластин собирается во внешнюю оболочку, которая создает второй путь потока («сторона оболочки»). Технология пластин и кожухов обеспечивает высокую теплопередачу, высокое давление, высокую рабочую температуру и близкую температуру. В частности, он полностью обходится без прокладок, что обеспечивает защиту от протечек при высоких давлениях и температурах.

Теплообменник адиабатического колеса

В теплообменнике четвертого типа используется промежуточный жидкий или твердый накопитель для удержания тепла, которое затем перемещается на другую сторону теплообменника для высвобождения.Двумя примерами этого являются адиабатические колеса, которые состоят из большого колеса с мелкой резьбой, вращающейся через горячие и холодные жидкости, и жидкостных теплообменников.

Пластинчато-ребристый теплообменник

В теплообменнике этого типа используются «зажатые» проходы с ребрами для повышения эффективности агрегата. Конструкции включают поперечный поток и противоток в сочетании с различными конфигурациями ребер, такими как прямые ребра, смещенные ребра и волнистые ребра.
Пластинчато-ребристые теплообменники обычно изготавливаются из алюминиевых сплавов, которые обеспечивают высокую эффективность теплопередачи.Материал позволяет системе работать при более низком перепаде температур и уменьшать вес оборудования. Пластинчатые и ребристые теплообменники в основном используются в низкотемпературных системах, таких как заводы по сжижению природного газа, гелия и кислорода, воздухоразделительные установки и транспортные отрасли, такие как двигатели и авиационные двигатели.

Преимущества пластинчато-ребристых теплообменников:
• Высокая эффективность теплопередачи, особенно при обработке газа.
• Большая площадь теплопередачи.
• Вес примерно в 5 раз меньше веса кожухотрубного теплообменника.
• Выдерживает высокое давление

Недостатки пластинчатых и ребристых теплообменников:
• Может вызвать засорение, так как каналы очень узкие.
• Трудно очистить каналы.
• Алюминиевые сплавы подвержены охрупчиванию жидкостью ртути.

Подушка пластинчатого теплообменника

Пластинчатый теплообменник с подушками обычно используется в молочной промышленности для охлаждения молока в больших емкостях прямого расширения из нержавеющей стали.Подушка обеспечивает охлаждение почти по всей поверхности резервуара без зазоров, которые могут возникнуть между трубами, приваренными к внешней стороне резервуара.
Опорная плита изготовлена ​​из тонкого листа металла, приваренного точечной сваркой к поверхности другого более толстого листа металла. Тонкая пластина приваривается в виде правильного рисунка точек или извилистого рисунка сварных линий. После сварки в замкнутом пространстве создается давление, достаточное для того, чтобы тонкий металл выпирал вокруг сварных швов, создавая пространство для протекания жидкостей теплообменника и создавая характерный вид набухшей подушки, сформированной из металла.

Теплообменники жидкостные

Это теплообменник, в котором газ проходит вверх через поток жидкости (часто воды), а затем жидкость забирается в другое место перед охлаждением. Это обычно используется для охлаждения газов, а также для удаления определенных примесей, таким образом решая сразу две проблемы. Он широко используется в кофемашинах эспрессо в качестве энергосберегающего метода охлаждения перегретой воды для использования при экстракции эспрессо.

Установки рекуперации тепла

Блок рекуперации отходящего тепла (WHRU) — это теплообменник, который утилизирует тепло из потока горячего газа, передавая его рабочей среде, обычно воде или маслам.Поток горячего газа может быть отработавшим газом газовой турбины или дизельного двигателя или отработанным газом промышленности или нефтеперерабатывающего завода.
Большие системы с большими объемными и температурными потоками газа, типичными для промышленности, могут извлечь выгоду из парового цикла Ренкина (SRC) в установке утилизации отходящего тепла, но эти циклы слишком дороги для небольших систем. Для рекуперации тепла из низкотемпературных систем требуются рабочие жидкости, отличные от пара.
Блок рекуперации отработанного тепла с органическим циклом Ренкина (ORC) может быть более эффективным в диапазоне низких температур с использованием хладагентов, которые кипятят при более низких температурах, чем вода.Типичными органическими хладагентами являются аммиак, пентафторпропан (R-245fa и R-245ca) и толуол.
Хладагент кипятится источником тепла в испарителе с образованием перегретого пара. Эта жидкость расширяется в турбине для преобразования тепловой энергии в кинетическую энергию, которая преобразуется в электричество в электрическом генераторе. Этот процесс передачи энергии снижает температуру хладагента, который, в свою очередь, конденсируется. Цикл замыкается и завершается с помощью насоса для отправки жидкости обратно в испаритель.

Скребковый теплообменник с динамической поверхностью

Другой тип теплообменника называется «(динамический) скребковый теплообменник». Это в основном используется для нагрева или охлаждения продуктов с высокой вязкостью, процессов кристаллизации, испарения и приложений с высоким уровнем загрязнения. Длительное время работы достигается за счет постоянного соскабливания поверхности, что позволяет избежать загрязнения и обеспечить стабильную скорость теплопередачи во время процесса.

Теплообменники с фазовым переходом

В дополнение к нагреву или охлаждению жидкостей только в одной фазе, теплообменники могут использоваться либо для нагрева жидкости для ее испарения (или кипения), либо в качестве конденсаторов для охлаждения пара и конденсации его в жидкость.На химических заводах и нефтеперерабатывающих заводах ребойлеры, используемые для нагрева входящего сырья для дистилляционных колонн, часто являются теплообменниками. В установках для дистилляции обычно используются конденсаторы для конденсации паров дистиллята обратно в жидкость.

На электростанциях, использующих паровые турбины, обычно используются теплообменники для превращения воды в пар. Теплообменники или аналогичные устройства для производства пара из воды часто называют котлами или парогенераторами.
На атомных электростанциях, называемых реакторами с водой под давлением, специальные большие теплообменники передают тепло из первичной системы (реакторная установка) во вторичную систему (паровая установка), производя при этом пар из воды.Их называют парогенераторами. Все электростанции, работающие на ископаемом топливе, и атомные электростанции, использующие паровые турбины, имеют поверхностные конденсаторы для преобразования отработанного пара от турбин в конденсат (воду) для повторного использования.

Для сохранения энергии и охлаждающей способности на химических и других предприятиях регенеративные теплообменники могут передавать тепло от потока, который необходимо охлаждать, к другому потоку, который необходимо нагреть, например, для охлаждения дистиллята и предварительного подогрева сырья ребойлера.

Теплообменники прямого контакта

Теплообменники с прямым контактом предусматривают передачу тепла между горячим и холодным потоками двух фаз при отсутствии разделительной стенки.Таким образом, такие теплообменники можно классифицировать как:
• Газ — жидкость
• Несмешивающаяся жидкость — жидкость
• Твердое жидкое или твердое тело — газ

Большинство теплообменников прямого контакта подпадают под категорию газ — жидкость, где тепло передается между газом и жидкостью в виде капель, пленок или брызг. Такие типы теплообменников используются преимущественно в установках кондиционирования, увлажнения, промышленного водяного отопления, водяного охлаждения и конденсационных установках.

Микроканальные теплообменники

Микро-теплообменники, Микро-теплообменники или микроструктурированные теплообменники — это теплообменники, в которых (по крайней мере, одна) жидкость течет в боковых ограничениях с типичными размерами менее 1 мм.Наиболее типичными являются микроканалы — каналы с гидравлическим диаметром менее 1 мм. Микроканальные теплообменники могут быть изготовлены из металла, керамики и даже недорогого пластика. Микроканальные теплообменники могут использоваться во многих областях, включая:
• высокопроизводительные авиационные газотурбинные двигатели
• тепловые насосы
• кондиционирование воздуха
• вентиляторы с рекуперацией тепла

Номер ссылки

https://en.wikipedia.org/wiki/Heat_exchanger

Нравится:

Нравится Загрузка…

Связанные

.

Типы теплообменников — Машины — Термодинамика

Теплообменники перекрестного, параллельного и противоточного.

Обзор

Теплообменник — это устройство, предназначенное для эффективной передачи тепла от одной среды к другой. Среды могут быть разделены сплошной стенкой, чтобы они никогда не смешивались, или они могут находиться в прямом контакте. Они широко используются в системах отопления, охлаждения, кондиционирования воздуха, электростанциях, химических заводах, нефтехимических заводах, нефтеперерабатывающих заводах, переработке природного газа и очистке сточных вод.Один из распространенных примеров теплообменника — радиатор в автомобиле. Источником тепла является горячая охлаждающая жидкость двигателя (в большинстве случаев вода), которая передает тепло воздуху, протекающему через радиатор, — теплоносителю.

Есть две основные классификации теплообменников в соответствии с их схемой протока.

• В теплообменниках с параллельным потоком две жидкости входят в теплообменник с одного конца и проходят параллельно друг другу на другую сторону.

• В противоточных теплообменниках жидкости входят в теплообменник с противоположных концов.Конструкция противотока является наиболее эффективной, поскольку она может передавать большую часть тепла от теплоносителя (теплоносителя).

• В теплообменнике с перекрестным потоком жидкости проходят через теплообменник примерно перпендикулярно друг другу.

Для повышения эффективности теплообменники сконструированы таким образом, чтобы максимально увеличить площадь поверхности стенки между двумя жидкостями при минимальном сопротивлении потоку жидкости через теплообменник. На характеристики теплообменника также может влиять добавление ребер или гофр в одном или обоих направлениях, которые увеличивают площадь поверхности и могут направлять поток жидкости или вызывать турбулентность.Температура движения по поверхности теплопередачи изменяется в зависимости от положения, но можно определить соответствующую среднюю температуру. В большинстве простых систем это «средняя логарифмическая разница температур» (LMTD). Иногда прямое знание LMTD недоступно, и используется метод NTU. ,

Теплообменников. Типы теплообменников. Типы теплообменников. Прикладная теплопередача, часть вторая. Темы этой главы

Транскрипция

1 Прикладной теплообменник Часть 2 Теплообменники Д-р Амад РАМАЗАНИ С.А. Доцент Технологического университета Сарифа Текущий перевод. Общий коэффициент теплопередачи Фактор засорения Типы теплообменников Те логарифмическая разница температур (LMTD) Число эффективности метода Единица передачи тепла (NTU) Эффективность метода и скорость теплопередачи Анализ компактных теплообменников для переменных свойств Рассмотрение конструкции теплообменника Рамазани, Теплообменники 2 Типы теплообменников Что можно есть? Оборудование, позволяющее передавать пищу из жидкости в холод без какого-либо прямого контакта с жидкостями. Возбудители тепла можно увидеть в повседневной жизни, а также в различных отраслях промышленности.Типы теплообменников Теплообменники можно разделить на категории по расположению потока и типу конструкции Параллельный поток (рис. А) и противоток (рис. B) в концентрических трубах (двухтрубный). Практически все химические и нефтехимические предприятия, системы кондиционирования воздуха. , Производство энергии, Рекуперация отработанного тепла, Автомобильный радиатор, Радиатор системы центрального отопления, Электронные детали. Рамазани, Теплообменники 3 концентрические трубки: а) параллельный поток; б) Противоток Рамазани, Теплообменники 4

2 типа теплообменников (Con.) Оребренные и нефасованные трубчатые разъединители с поперечным потоком Типы теплообменников (Кон.) Купольные и трубчатые разъединители с одним проходом на продажу и одним проходом через трубку (режим работы с поперечным противотоком) Поперечно-проточные разъединители a) с ребрами; б) Незаполненный Рамазани, Теплообменники 5 Рамазани, Теплообменники 6 Типы теплообменников (Кон.) Типы Теплообменников (Кон.) Другие типы Разрушителей для продажи и потребления трубки Один проход продажи и два прохода трубки Два прохода продажи и четыре трубки проходит Рамазани, Теплообменники 7 Рамазани, Теплообменники 8

3 типа теплообменников (Con.) Типы теплообменников (Кон.) Рамазани, Теплообменники 9 Рамазани, Теплообменники 10 Типы теплообменников (Кон.) Компактные сердечники теплообменников Типы теплообменников (Кон.) Сердечник пластины Компактный теплообменник с противотоком из алюминия, AKG America Corp. Ramazani, Теплообменники 11, Рамазани, Теплообменники 12

4 типа теплообменников (Con.) Теплообменник с ребрами на поверхности, General Motors Corp., Локпорт, штат Нью-Йорк Типы теплообменников (Con.) Теплообменники с ребрами Рамазани, Теплообменники 13 Рамазани, Теплообменники 14 Типы теплообменников (Con.) Ребра, нанесенные на внутреннюю поверхность трубок для увеличения передачи тепла Типы теплообменников (Con.) Тепло Плотность перекачиваемой площади (м 2 / м3) для различных типов огнетушителей Рамазани, теплообменников 15 Рамазани, теплообменников 16

5 Te Общий коэффициент теплопередачи Te Общий коэффициент теплопередачи для стен Te Общий коэффициент теплопередачи (кон.) Te Общий коэффициент теплопередачи для двухтрубных труб (HEX) (U можно определить из общего термического сопротивления, чтобы поглощать передачу между двумя жидкостями) Рамазани, Теплообменники 17 Рамазани, Теплообменники 18 Te Общий коэффициент теплопередачи (Con.) Таблица Приблизительный Значения общего коэффициента теплопередачи Рамазани, теплообменники 19 Te Общий коэффициент теплопередачи, пример 1. ПРИМЕР ОБЩИЙ КОЭФФИЦИЕНТ ПЕРЕДАЧИ ТЕПЛА ДЛЯ ТРУБЫ В ВОЗДУХЕ. Горячая вода при 98 ° C течет через 2-дюймовую стальную горизонтальную трубу Scedule 40 [k = 54 Вт / м.o C] и подвергается воздействию атмосферного воздуха при температуре 20 C. Скорость воды составляет 25 см / с. Рассчитайте общий коэффициент передачи при питании (U) для данной ситуации на основе внешней площади трубы. Решение. Согласно Приложению A (стр. 653) размеры 2-дюймовой трубы Scedule 40: ID = in = m OD = in = m Te Коэффициент передачи воды для потока воды внутри трубы определяется из условий потока с свойства оцениваются при температуре в объеме. Коэффициент теплопередачи при свободной конвекции вне трубы зависит от разницы температур между поверхностью и окружающим воздухом.-4 кг / м.с k = 0,68 Вт / м. o C Pr = 1.76 Рамазани, Теплообменники 20

6 Te Общий коэффициент теплопередачи, Пример 1. (Con.) Te Общий коэффициент теплопередачи, Пример 1. (Con.) Te Число Рейнольдса равно ρud (960) (0,25) (0,025) Re = = = µ и поскольку турбулентный поток встречается, мы можем использовать уравнение. (64) Для единичной длины трубы термическое сопротивление стали составляет Рамазани, Теплообменники 21 Рамазани, Теплообменники 22 Te Общий коэффициент теплопередачи, Пример 1.(Con.) Te Общий коэффициент теплопередачи, Пример 2. ПРИМЕР ОБЩИЙ КОЭФФИЦИЕНТ ТЕПЛООБМЕНА ДЛЯ ТРУБЫ В ПАРЕ. Трубопровод и водопроводная система из примера 10-1 подвергаются воздействию пара при давлении 1 атм и температуре 100 ° C. Рассчитайте общий коэффициент передачи воды для этой ситуации на основе внешней площади трубы. Решение. Мы уже определили коэффициент теплопередачи внутри конвекции te в примере 10.1 как i = 1961 Вт / м 2. O C Te коэффициент конвекции для конденсации на te вне трубы te получается с помощью уравнения.(9-12), где T o это температура наружной поверхности трубы. Свойства водяной пленки: Рамазани, Теплообменники 23 Рамазани, Теплообменники 24

7 Te Общий коэффициент теплопередачи, Пример 2. Общий коэффициент теплопередачи Te, Пример 2 (Con). Рамазани, Теплообменники 25 Рамазани, Теплообменники 26 Те Общий коэффициент теплопередачи, Пример 2 (Con).Ramazani, Heat Excangers 27 Te Общий коэффициент теплопередачи (фактор засорения) После периода эксплуатации поверхности теплопередачи HEX могут покрываться различными отложениями, присутствующими в проточных системах. Корродировать или, в целом, ухудшаться из-за использования. из-за дополнительного сопротивления (-ей) поеданию потока Te общий эффект от этого ухудшения представлен фактором загрязнения R f R f 1 = U грязный 1 U чистый Ramazani, Heat Excangers 28

8 Te Общий коэффициент теплопередачи (коэффициент загрязнения Con.) Te Общий коэффициент теплопередачи Пример 3. (Коэффициент загрязнения Con.) Из предыдущего примера clean = 1961 Вт / м 2 o C и, таким образом, из приведенного выше уравнения мы можем получить i Ramazani, Heat Excangers 29 Ramazani, Heat Excangers 30 Liquid Temperature Profile в противоточных HEX-трубах Профиль температуры жидкости в противоточных двухтрубных HEX-трубах (масло в трубе не является жидкостью, а вода — в холодном состоянии). Профиль температуры жидкости в поперечно-проточных HEX-трубах. Профиль температуры жидкости в теплообменниках с перекрестным потоком. жидкость и вода холодные, пар конденсируется на трубке при постоянной температуре) Рамазани, теплообменники 31 Рамазани, теплообменники 32

Метод расчета средней логарифмической разницы температур (LMTD) 9 Te Профиль температуры жидкости в двухтрубных теплообменниках Te Log средней разницы температур (LMTD) Расчет параллельного потока счетчика расхода Тепловой баланс на элементе HEX Q = UA T m T = подходящая средняя разница температур через HEX м. Рамазани, Теплообменники 33 Смешивание двух указанных выше соотношений Рамазани, Теплообменники 34 Расчет логарифмической разницы температур (LMTD) (Con.) Расчет средней логарифмической разницы температур (LMTD) (Con.) Тепловые изменения при удлинении элемента шестигранников Положив значения m C и mc C c в зависимости, полученные для ln разностей температур Рамазани, теплообменники 35 Рамазани, теплообменники 36

10 поправочных коэффициентов для метода LMTD Поправочные коэффициенты для метода LMTD (Con.) Поправочный коэффициент для HEX с одним проданием и двумя, четырьмя или любым кратным количеством проходов трубки Рамазани, теплообменники 37 Поправочный коэффициент для HEX с двумя продажами и четырьмя , eigt или любое кратное количество проходов через трубку Рамазани, Теплообменники 38 Поправочные коэффициенты для метода LMTD (Con.) Поправочные коэффициенты для метода LMTD (Con.) Фиг. Поправочный коэффициент для однопроходного поперечного потока Рамазани, теплообменников 39 HEX, несмешанная жидкость для бота Рис. Поправочный коэффициент для однопроходного поперечного потока Рамазани, теплообменников 40 HEX, смешанная жидкость , т. е. несмешанная

11 Использование LMTD для расчета производительности преобразователя. ПРИМЕР РАСЧЕТА РАЗМЕРА ТЕПЛООБМЕННИКА ПО ИЗВЕСТНОЙ ТЕМПЕРАТУРЕ.Вода со скоростью 68 кг / мин потребляется при температуре от 35 до 75 ° C с помощью масла с удельным потреблением 1,9 кДж / кг. o C. Жидкости используются в противоточной двухтрубной гидротрансформаторе, и масло входит в него при 110 o C и выходит при 75 o C. Общий коэффициент теплопередачи составляет 320 Вт / м 2. o C. Рассчитать расход зона раскладывания. Решение. Общая передача энергии определяется исходя из энергии, поглощенной водой. Использование метода LMTD для расчета производительности преобразователя. (Con.) Поскольку все температуры жидкости известны, te LMTD можно рассчитать, используя температурную схему на рис.10-7b: Рамазани, Теплообменники 41 Рамазани, Теплообменники 42 Использование LMTD для расчета производительности HEX. (Con.) Использование LMTD для расчета производительности преобразователя. (Con.) Итак, с использованием фиг. Поправочный коэффициент равен F = 0,81. Рамазани, теплообменники 43, Рамазани, теплообменники 44

.

12 Использование LMTD для расчета производительности преобразователя. Пример дизайна шестигранников для продажи и трубки: вода с расходом 30000 фунтов / м3 / [3.783 кг / с] съедается при температуре от 100 до 130 o F [37,78 ° C] в раздатчиках для еды и еды из трубки. На стороне продажи один проход используется с водой в качестве питательной жидкости, 15 000 л. м [1,892 кг / с], вход в экскаватор при 200 ° F [93,33 ° C]. Общий коэффициент передачи потребления составляет 250 БТЕ /. футов 2 o F [1419 Вт / м 2 o C], а средняя скорость воды в трубках диаметром 3/4 дюйма [1,905 см] составляет 1,2 фут / с [м / с]. Из-за ограниченного пространства длина трубы не должна быть больше 8 футов [2,438 м]. Рассчитайте количество трубок за проход и длину трубок.Согласуется с этим ограничением. Решение: сначала мы предполагаем, что одна трубка проходит, и проверяем, удовлетворяет ли она условиям этой проблемы. Температура воды на выходе рассчитывается из q = m & CTT ccc = m & CTT (30000) (1) () = (15000) (1) = 60 m & ccc T = m & C o O Ramazani, Теплообменники 45 F = C Использование te LMTD для расчета характеристик преобразователя. (Con.) Ramazani, Heat Excangers 46 Использование LMTD для расчета производительности Excanger. (Con.) Использование LMTD для расчета производительности преобразователя.(Con.) Рамазани, Теплообменники 47 Рамазани, Теплообменники 48

13 Эффективность — NTU Metod Эффективность — NTU Metod (Con.) Энергетический баланс для a) параллельного потока b) Противоточные HEX Sell-tube Рамазани, теплообменники 49 Рамазани, теплообменники 50 Эффективность-NTU Metod (Con.) Эффективность-NTU Metod (Кон.) Рамазани, Теплообменники 51 Рамазани, Теплообменники 52

14 Эффективность-NTU Metod (Con.) Эффективность — метод NTU (Con.) Рамазани, Теплообменники 53 Рамазани, Теплообменники 54 Эффективность — Метод NTU (Con.) Эффективность — Метод NTU (Con.) Рамазани, Теплообменники 55 Рамазани, Теплообменники 56

15 Эффективность — Метод NTU (Con.) Эффективность — Метод NTU (Con.) Рамазани, Теплообменники 57 Рамазани, Теплообменники 58 Эффективность — Метод NTU (Кон.) Эффективность — Метод NTU (Con.) Рамазани, Теплообменники 59 Рамазани, Теплообменники 60

16 Метод «Эффективность-NTU» (Con.) Пример: Применение метода «Эффективность-NTU» стр. 578 стр. 573 Рамазани, Теплообменники 61 Рамазани, Теплообменники 62 Пример: Применение метода «Эффективность-NTU» (Con.) Пример: Применение Эффективность-NTU Metod (Con.) Эффективность может быть рассчитана с использованием уравнения P.573, будет Рамазани, Теплообменники 63 Рамазани, Теплообменники 64

17 Пример: Применение метода «Эффективность-NTU» Пример: Применение метода «Эффективность-NTU» (Con.) Рис. Перенос составляет десять q = m & CT = (2,887) (1006) (29,44 куб.см = кВт [BTU /] 15,55) Рамазани, Теплообменники 65 Рамазани, Теплообменники 66 Пример: Применение метода «Эффективность-NTU» (Con.) Пример: Применение метода «Эффективность-NTU» (Con.) Мы должны принимать значения для скорости потока воды до тех пор, пока не сможем сопоставить производительность HEX в соответствии с рисунком или таблицей Te, выбранные итерации для приближения к правильным значениям следующие: Рис; и q = m & CT Ramazani, Теплообменники 67 q = Мы предполагаем, что вода o m & C = 645 Вт / CT и Te w, на выходе 645 м & = = кг / с [1221 фунт / м] Температура воды на выходе 4180 соответствует y = расход = скорость O Рамазани, Теплообменники 68 ° C примерно

18 Котлы и конденсаторы (HEX) Компактные теплообменники Ramazani, Теплообменники 69 Tese eat лучше всего подходят для газов и малых корпусов Ramazani, Heat Excangers 70 Компактные теплообменники Компактные теплообменники Для этих типов продуктовых печей управление математическими отношениями может быть затруднено. но некоторые корреляции представлены, чтобы мы могли рассчитать значения передачи еды и падения давления для tem.Эти корреляции основаны на безразмерных числах Стэнтона и Рейнольдса. Wic записываются на основе массовых скоростей в минимальной площади поперечного сечения потока и гидравлического диаметра, указанных в массовой скорости. F — трение внутри трубок, а v 1 и v 2 — удельный объем на входе и выходе. и vm — его среднее значение в HEX. Отношение te = площадь свободного потока к площади лобной части. Рамазани, теплообменники 71 Рамазани, теплообменники 72

19 Компактные теплообменники Рис. Теплопередача и коэффициент трения для оребренных круглых труб HEX Пример: компактные теплообменники St Pr 2/3 или f Рамазани, Теплообменники 73 Рамазани, Теплообменники 74 Анализ переменных свойств Анализ переменных свойств (Con.) (10-33) Были, (10-34) Рамазани, Теплообменники 75 Рамазани, Теплообменники 76

20 Анализ переменных свойств (Con.) Анализ переменных свойств (пример) Метод решения: Процедура численного анализа ясна, если заданы значения температуры на входе и расхода: 1) Выберите удобное значение A j для анализа. 2) Рассчитайте значение U для условий на входе и исправьте начальное приращение A.3) Рассчитайте значение Q для приращения t По формуле. (10-32). 4) Рассчитайте значения T, T c и ​​T — T c для следующего приращения, используя уравнения и.) Повторяйте предыдущие шаги до тех пор, пока не будут использованы все приращения A. Рамазани, Теплообменники 77 Рамазани, Теплообменники 78 Анализ переменных Свойства (пример) Анализ переменных свойств (пример) Рис. Схема теплового накопителя энергии в скальном грунте Рамазани, теплообменники 79 Рамазани, теплообменники 80

21 Анализ переменных свойств (пример) Анализ переменных свойств (пример) Рамазани, Теплообменники 81 Рамазани, Теплообменники 82 Анализ переменных свойств (пример) Рассмотрение конструкции теплообменника Сохраненная энергия в течение времени для термической энергии горного пласта блок хранения рисунка Рамазани, теплообменники 83 Рамазани, теплообменники 84

22 Рекомендации по проектированию теплообменников Рамазани, теплообменники 85

,Пластинчатый теплообменник

с его низкой стоимостью, гибкостью, простотой обслуживания и высокой тепловой эффективностью не имеет себе равных среди теплообменников любого типа.

История

Первый коммерчески успешный пластинчатый теплообменник в мире был представлен в 1923 году доктором Ричардом Селигманом, основателем компании Aluminium Plant and Vessel Company Ltd., широко известной сегодня как APV. Самый первый пластинчатый и рамный теплообменник Paraflow был сконструирован из литых пластин из пушечной бронзы и заключен в раму, которая установила стандарт для современных компьютерных тонких металлических пластинчатых теплообменников, известных во всем мире.

Функция пластинчатого теплообменника

Пластинчатый теплообменник — это устройство, которое непрерывно передает тепло от одной среды к другой без добавления энергии в процесс. Основная концепция пластинчато-рамного теплообменника — это две жидкости, протекающие по обе стороны тонкой гофрированной металлической пластины, поэтому тепло может легко передаваться между ними.
Пластины сжимаются с помощью стяжных болтов между неподвижной частью рамы (называемой головкой) и подвижной частью рамы (называемой толкателем).
Эффективность пластинчатого теплообменника занимает меньше места на полу по сравнению с другими типами теплообменного оборудования и легче.

Изображение принадлежит WCR

Конструкция пластинчатого теплообменника

Пластинчатый теплообменник спроектирован с однопроходным или многопроходным потоком, в зависимости от условий эксплуатации. Для большинства задач подходит однопроходное решение, которое часто является предпочтительным, поскольку оно сохраняет все соединения на неподвижной части рамы и, следовательно, упрощает разборку.Однако многопроходный режим требуется при низких расходах или при близких температурах приближения. Другие факторы, такие как высота потолка здания или ограничения пространства для работы с большими пластинами, часто приводят к решению использовать многопроходные и, следовательно, больше и меньшие пластины.

Типы пластинчатых теплообменников

Пластинчатые теплообменники Paraflow
Paraflow — это оригинальный пластинчатый теплообменник, разработанный APV для обеспечения максимальной эффективности и рентабельности при работе с широким спектром приложений теплопередачи.Установки бывают разных конфигураций, а именно:

• Одностенные разборные пластинчатые теплообменники (Paraflow) — традиционный пластинчато-рамный теплообменник
• Пластинчатые теплообменники с двойными стенками (Duo-Safety) — используются для предотвращения перекрестного загрязнения жидкостей
• Полусварные (Paraweld) пластинчатые парные пластинчатые теплообменники — без прокладок на одном пластинчатом канале, прокладки на другой стороне для максимальной гибкости и безопасности

Пластинчатые теплообменники с парабазом
Теплообменники с парабазом — это компактные и экономичные блоки, разработанные для обеспечения высокой тепловой эффективности при сохранении более низких перепадов давления.Это идеальный выбор для многих одно- и двухфазных систем теплопередачи в промышленных и холодильных установках.

Гибридный теплообменник — цельносварная конструкция
Цельносварной гибридный теплообменник сочетает в себе преимущества пластинчато-рамочного теплообменника с преимуществами трубчатого теплообменника.

Пластинчатый теплообменник
— принцип работы

Преимущества пластинчатых теплообменников

Легко снимается и очищается

• Пластинчатые теплообменники легко чистить, снимая стяжные болты и сдвигая назад подвижную часть рамы.Затем пакет пластин можно проверить, очистить под давлением или снять для ремонта, если это необходимо.

Расширяемый

• Очень важной особенностью пластинчатого теплообменника является его расширяемость. Повышение требований к теплопередаче означает простое добавление пластин вместо покупки нового теплообменника, что экономит время и деньги.

Высокая эффективность

• Из-за спрессованных рисунков в пластинах и относительно узких зазоров достигается очень высокая турбулентность при относительно низкой скорости жидкости.Это в сочетании с противонаправленным потоком приводит к очень высоким коэффициентам теплопередачи.

Компактный размер

• В результате высокой эффективности требуется меньшая площадь теплопередачи, что приводит к гораздо меньшему количеству теплообменника, чем было бы необходимо для той же работы с другими типами теплообменников. Обычно пластинчатому теплообменнику требуется от 20 до 40% пространства, необходимого для кожухотрубного теплообменника.

Температура близкого подхода

• Те же характеристики, которые придают пластинчатому теплообменнику его высокую эффективность, также позволяют достигать близких температур, что особенно важно при рекуперации и регенерации тепла.Возможен приближение к температуре 0,5 ° C.

Несколько обязанностей в одном подразделении

• Пластинчатый теплообменник может быть собран секциями, разделенными простыми разделительными пластинами или более сложными разделительными рамками с дополнительными соединениями. Это позволяет нагревать, регенерировать и охлаждать жидкость в одном теплообменнике или нагревать или охлаждать несколько жидкостей с помощью одного и того же источника охлаждения или нагрева.

Меньше обрастания

• Очень высокая турбулентность достигается за счет рисунка пластин, множества точек контакта и узкого зазора между пластинами.Это в сочетании с гладкой поверхностью пластины значительно снижает образование отложений по сравнению с другими типами теплообменников.

Снижение затрат

• Высокие коэффициенты теплопередачи означают меньшую площадь теплопередачи и меньшие размеры теплообменников, а иногда даже меньше теплообменников.

Ссылка (а): APV | WCR GROUP

,