Класифікація і основні схеми теплообмінних апаратів

Теплообмінні апарати класифікують:

1. по принципу дії;

2. по призначенню;

3. по конструктивному оформленню поверхні теплообміну;

4. по виду теплоносія;

5. по схемі руху теплоносіїв

1.По принципу дії розрізняють теплообмінники на поверхневі і змішувальні.

До поверхневих відносять: регенеративні і рекуперативні.

Регенеративні – такі в яких поверхня теплообміну по черзі омивається теплоносіями, один з яких нагріває, а інший – нагрівається.

До рекуперативних- такі в яких теплоносій, що віддає тепло та теплоносій, що його сприймає одночасно обмінюються теплом крізь стінку що їх розділяє.

Приклади поверхневих: парові котли. Паро нагрівачі, випаровувачі, поверхневі конденсатори, та інші.

До змішувальних відносять всі теплообмінні апарати в яких передача тепла відбувається при безпосередньому дотику і змішуванні теплоносіїв.

Приклади: скрубери градирні, змішувальні конденсатори, тощо.

2.По призначенню класифікують в залежності від назви: парові котли, повітронагрівачі, випаровувачі, конденсатори, тощо.

3.По конструктивному оформленню поверхні теплообміну

· трубчасті: з гладких чи ребристих труб

· Пластинчасті: з плоских чи фігурних штампованих листів

·

Рис.5.4 Пластинчастий теплообмінник

· Сорочкові: поверхня теплообміну виконана у вигляді водяної чи газової (парової) сорочки

Рис. 5.5Схема сорочкового теплообмінника ДВС

· Насад очні: поверхнею теплообміну є насад очна маса у вигляді скляних, керамічних, металевих кілець чи кульок.

·

Рис.5.5 Вигляд насад очних поверхонь

4 По виду теплоносія теплообмінники бувають: рідинні, газові (парові) і газорідинні.

5.По схемі руху теплоносія теплообмінники ділять на:

Прямоточні – обидва теплоносія рухаються в одному напрямку.

Протиточні- теплоносії рухаються назустріч один одному

З перехресною або змішаною схемою руху теплоносіїв.

В якості прикладів розглянемо схеми деяких типів теплообмінників, що широко застосовуються в промисловості і в практиці пожежної справи.

· Змійовикові теплообмінники служать для охолодження або нагрівання середовища (рідини, газу, парів, повітря). У цих теплообмінниках гріючий теплоносій рухається по змійовику, а той, що нагрівається, - із зовнішньої сторони трубок. Змійовикові теплообмінники широко застосовуються для теплообміну при хімічних реакціях, використовують також і в якості додаткового охолодження двигунів деяких типів пожежних автомобілів.

Рис.5.6Спіральний теплообмінник

Рис. 5.7 трубчасті теплообмінники

Трубчасті теплообмінники виконують у вигляді пучка труб, розміщених у циліндричному корпусі, який зварений з листової сталі. Труби закладають у трубні решітки до яких їх приварюють або щільно вальцюють. У таких теплообмінниках конденсаційного типу рідина рухається по трубам. А конденсація парів відбувається в між трубному просторі. У випадку теплообміну між двома крапельними рідинами, гріючий рухається по трубам, а той, що нагрівається, - в іж трубному просторі. Для підвищення інтенсивності теплообміну трубчасті теплообмінники виконують багатоходовими (за рахунок перетинок теплоносій декілька разів, спочатку у прямому а потім у зворотному напрямку рухається по трубкам)

Теплообмінник типу труба в трубі являє собою трубу меншого діаметра, розташовану в трубі більшого діаметра. По внутрішній трубі і в іж трубному просторі рухаються теплоносії за прямотоком або протитоком. Внутрішня труба з’єднана із зовнішньою за допомогою фланців або зварюванням. Тип такого теплообмінника часто застосовують в північних регіонах пожежники для відігрівання замерзлих викидних пожежних рукавів.

Рис.5.8.Двотрубний теплообмінник типу “труба в трубі”

Висновок: на даному занятті курсантів та студентів було ознайомлено з складним теплообміном при стаціонарному режимі.

Завдання на самопідготовку:

1. Башкирцев М.П. Основи пожарной теплофизики М.Стройиздат, с. 140-156.

2. Рябова І.Б., Сайчук І.В.,Шаршанов А.Я., термодинаміка і теплопередача в пожежній справі, Харків-2010, с. 110-113.

3. Конспект.