Функции теплообменных аппаратов.

Теплообменными аппаратами (теплообменниками) называют устройства, предназначенные для обмена теплотой между греющей и нагреваемой рабочими средами. Теплоноситель — жидкое или газообразное вещество, применяемое для передачи тепловой энергии. Необходимость передачи теплоты от одного теплоносителя к другому возникает в энергетике, химической, металлургической, нефтяной, пищевой и многих других отраслях промышленности. Тепловые процессы, происходящие в теплообменных аппаратах, могут быть самими разнообразными: нагрев, охлаждение, испарение, кипение, конденсация и более сложные процессы, являющиеся комбинацией перечисленных. Например, конденсация водяного пара подаваемого в теплообменник, вызывается отводом тепла от него в нагреваемой контур. Существуют теплообменники, сложной конструкции с большой поверхностью нагрева, которые не сбрасывают сразу образовавшийся конденсат в конденсатную систему, а предварительно расхолаживают конденсат путем передачи его тепла в нагреваемый контур. По сути такой теплообменник является комбинированным сначала пар превращается в конденсат при температуре насыщения, затем расхолаживается до температуры 80-950C.

Классификация теплообменных аппаратов.

Обычно применяют следующую классификацию теплообменных аппаратов:

  • по назначению: подогреватели, конденсаторы, охладители, испарители, паропреобразователи и т.п.;
  • по принципу действия: поверхностные и смешивающие.

В аппаратах поверхностного типа теплоносители ограничены твердыми стенками, частично или полностью участвующими в процессе теплообмена между ними. Поверхностью нагрева называется часть поверхности этих стенок, через которую передается теплота.

Регенеративными называются такие теплообменные аппараты, в которых два или большее число теплоносителей попеременно соприкасается с одной и той же поверхностью нагрева. Во время соприкосновения с различными теплоносителями поверхность нагрева получает теплоту или аккумулирует ее, а затем отдает, либо, наоборот, сначала отдает аккумулированную теплоту и охлаждается, а затем нагревается. В разные периоды теплообмена (нагрев или охлаждение поверхности нагрева) направление теплового потока в каждой точке поверхности нагрева изменятся на противоположное.

Особенности работы аппаратов различных типов.

В большинстве рекуперативных теплообменников теплота передается непрерывно через стенку от одного теплоносителя к другому. Такие аппараты называются теплообменниками непрерывного действия. Оборудование, в котором периодически изменяется подача и отвод теплоносителей, называются теплообменниками периодического действия. Большинство регенеративных теплообменников работает по принципу периодического действия. Разные теплоносители поступают в них в различные периоды времени. Смешивающими называют такие теплообменные аппараты, в которых тепло - и массообмен происходит при непосредственном контакте и смешении теплоносителей. Поэтому смешивающие теплообменники иногда называют контактными. Наиболее важным фактором в рабочем процессе смешивающего теплообменного аппарата является поверхность соприкосновения теплоносителей.