Презентация на тему Теплообменные аппараты

теплообмен между двумя или несколькими теплоносителями либо между теплоносителем

и поверхностью твёрдого тела; устройство, в котором происходит процесс нагревания или охлаждения, т. е. осуществляется переход теплоты от одного теплоносителя к другому. Процесс передачи теплоты от одного теплоносителя к другому — один из наиболее важных и часто используемых в технике процессов, например получение пара в теплообменниках-котлоагрегатах основано на теплообмене между продуктами сгорания органического топлива и водой.

Определение:

необходимости нагревания или охлаждения технологической среды с целью ее

обработки или утилизации теплоты.

Предназначение:

Теплообменная аппаратура составляет весьма значительную часть технологического оборудования в химической и смежных отраслях промышленности. Удельный вес на предприятиях химической промышленности теплообменного оборудования составляет в среднем 15–18 %, в нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленностях 50 %.

Значительный объем теплообменного оборудования на химических предприятиях объясняется тем, что почти все основные процессы химической технологии (выпаривание, ректификация, сушка и др.) связаны с необходимостью подвода или отвода теплоты.

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.

Классификация:

конструкции — аппараты, изготовленные из труб (кожухо-трубчатые, «труба в трубе»,

оросительные, погружные змеевико-вые, воздушного охлаждения); аппараты, поверхностность теплообмена которых изготовлена из листового материала (пластинчатые, спиральные, сотовые); аппараты с поверхностью теплообмена, изготовленной из неметаллических материалов (графита, пластмасс, стекла и др.);
по назначению — холодильники, подогреватели, испарители, конденсаторы;
по направлению движения теплоносителей — прямоточные, противоточные, перекрестного тока и др.

Классификация:

(горячего) к нагреваемому (холодному) теплоносителю происходит непрерывно через разделяющую

их стенку. Примером такого аппарата может служить водоводяной подогреватель (рис. 1), в котором нагреваемая вода движется внутри трубок 6, закрепленных в трубных досках 3, а в пространство между трубками, ограниченное кожухом 4, поступает горячая вода. Она передает через стенки труб теплоту холодной воде.

По принципу действия теплообменные аппараты разделяют на рекуперативные, регенеративные, смешивающего типа и с внутренним тепловыделением.

Рисунок 1. Водоводяной подогреватель: 1 - патрубок входа нагреваемой воды; 2 - крышка; 3 - трубная доска; 4 - кожух; 5 - перегородки; 6 - трубки; 7 - патрубок входа греющей воды

В регенеративных теплообменниках одна и та же поверхность нагрева через определенные промежутки времени омывается то горячим, то холодным теплоносителем. В период контакта стенки с горячим теплоносителем стенка нагревается, а в период подачи холодной среды охлаждается, нагревая среду за счет аккумулированной теплоты.

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[1]. 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.

Смесительные теплообменники предназначены для осуществления тепло- и массо-обмеиных процессов при непосредственном контакте теплоносителей. К таким теплообменникам относятся оросительные полые, иаса-дочиые и барботажные аппараты. Наибольшее применение в промышленности находят рекуперативные теплообменники, которые по взаимному направлению движения теплоносителей разделяют на прямоточные, противоточные, с перекрестным и смешанным током.

жидкость, пар — пар, пар — газ и газ

— газ.
По конструктивным признакам рекуперативные теплообменники подразделяются на змеевиковые, трубчатые, труба в трубе, кожухо-трубчатые, спиральные, пластинчатые и специальные. Наиболее доступными и распространенными теплоносителями, применяемыми в теплообменниках, являются вода, водяной пар, воздух, дымовые газы. В ряде случаев более эффективными оказываются кремнийоргани-ческне, жидкометаллические и другие высокотемпературные теплоносители.

По принципу взаимодействия теплоносителей различают системы:

помещении, состоящий из труб, по которым циркулирует горячая вода, пар

или горячий воздух.
Калориферы относятся к отопительному оборудованию и предназначены для нагрева воздуха в системах воздушного отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха в помещениях, имеющих большие площади, в строительстве, в закрытых помещениях с естественной и принудительной вентиляцией при температуре окружающей среды от -20 до +40 °С и влажностью 98% при 25 °С.

Калориферы:

водяные (подключается к системе центрального отопления) канальные нагреватели. В

зависимости от конфигурации и сечения вентиляционной системы используют воздухонагреватели прямоугольной и круглой формы.
Электрические воздухонагреватели
Электрические воздухонагреватели состоят из ряда металлических нитей накаливания или проволочной спирали. Они создают электрическое сопротивление, которое преобразует энергию в тепло. Преимущества электрических воздухонагревателей состоят в следующем: они имеют небольшой перепад давления, для них легко рассчитать мощность, и они недороги в установке. Недостатком является то, что металлические нити накаливания имеют значительную инерцию, а потому электрические воздухонагреватели должны быть снабжены защитой от перегрева. Кроме этого, затраты на электроэнергию при использовании электрических воздухонагревателей втрое превышают затраты на тепло в виде перегретой воды.

распространенным типом воздухонагревателей, используемых в вентиляционных установках. Вода движется

под прямым углом и в противоположном направлении по отношению к воздушному потоку. Вода направляется снизу и протекает по батарее вверх, и это позволяет воздушным пузырькам собираться в верхней точке, откуда они легко выводятся через воздушные краны.
При эксплуатации в широтах, где температура наружного воздуха опускается ниже 0 °С, водяные воздухонагреватели должны иметь защиту от замерзания, иначе вода при замерзании может разорвать трубки.

в котором теплообмен между теплоносителями осуществляется непрерывно через разделяющую их стенку. В отличие

от регенератора трассы потоков теплоносителей в рекуператоре не меняются. Рекуператоры различают по схеме относительного движения теплоносителей — противоточные, прямоточные и др.; по конструкции — трубчатые, пластинчатые, ребристые, оребрённые пластинчатые рекуператоры типа ОПТ и др.; по назначению — подогреватели воздуха, газа, жидкостей, испарители, конденсаторы и т. д.

Рекуператоры:

в трубе",
Витые теплообменники,
Погружные теплообменники,
Оросительные теплообменники,
Ребристые теплообменники,
Спиральные теплообменники,
Пластинчатые теплообменники,
Пластинчато-ребристые теплообменники,
Графитовые

теплообменники.

Наиболее распространённые в промышленности рекуперативные теплообменники: