Про промышленное теплообменное оборудование. Основные эксплуатационные возможности, видовое деление промышленного теплообменного оборудования
Конструктивные особенности современных теплообменных аппаратов определяются такими факторами, как сфера использования, направление перемещения рабочего вещества, градиент показателей теплоносителя, техническая компоновка поверхности, внешняя форма теплообменника, базовый материал и пр.
По методу передачи тепла промышленное оборудование делится на две категории: то, которое практикует смешение (т.е. процесс соединения) и поверхностные агрегаты.
Специфика использования теплообменной техники в промышленности
Требования к данному оборудованию весьма разнообразны, каждые конкретные производственные условия накладывают свои обременения. Среди ключевых требований можно выделить:
- Экономное использование материала и небольшие габариты;
- Выдача самого высокого (среди возможных) коэффициента теплопередачи при условии самого меньшего (из возможных) показателя гидравлического сопротивления;
- Герметичность, долговечность, возможность разборки, доступность для регулярной механической очистки;
- Наличие богатого выбора поверхностей теплообмена с целью создания диапазона давлений и рабочих температур в соответствии с потребностями;
- Достижение универсальности деталей и комплектующих.
При условии активного развития промышленности возникает необходимость в создании инновационных высокоэффективных теплообменных аппаратов, здесь проявляется следующая тенденция – минимизация удельных затрат трудовых и финансовых ресурсов, материалов, используемой энергии. Для сравнения берутся характеристики уже существующих теплообменников, при этом удельными затратами принято называть все расходы, благодаря которым достигается тепловая производительность.
Разнообразие типовых конструкций устройств
Современное теплообменное оборудование по способу теплопередачи, как уже было сказано, может быть смесительным и поверхностным. В первой категории аппаратов тепло передается во время смешивания рабочих сред, во второй – рабочие среды выделяют тепло через стенки устройства, базовый материал которого проявляет высокую теплопроводность.
Примечательно, что конструкция смесительных устройств отличается простотой, и в них проявляется полноценное использование энергии. Но их можно использовать только в таких производственных условиях, когда техника безопасности допускает соединение рабочих веществ.
Аппараты поверхностного функционирования бывают рекуперативными, регенеративными. Во втором типе агрегатов теплоносители отвечают за теплообмен сквозь разделительные стенки, и на всех участках их внешней поверхности тепловой поток имеет одинаковое направление. В оборудовании регенеративного типа рабочее вещество и поверхность нагрева «встречаются» попеременно, и во всей стенке направление движения тепла периодически изменяется.
Виды теплообменников:
- Секционные – используются в условиях высокого давления рабочих сред;
- «Труба в трубе» - чаще всего, они газо-жидкостные или жидкостные;
- Витые – состоят из концентрических змеевиков, закрепленных в головках, помещенных в кожух, подобные теплообменники самокомпенсируются, воспринимая деформации температурных напряжений;
- Оросительные – на расположенные друг над другом прямые трубы попадает вода, отсюда и произошло название. Их используют, прежде всего, в качестве конденсаторов или холодильников;
- Погружные – цилиндрические или плоские змеевики помещаются в сосуд, в котором находится жидкая рабочая среда;
- Ребристые – их используют во время нагревания паром газов, воздуха.
Также в рассматриваемой категории промышленного оборудования широко используются спиральные, пластинчатые, графитовые теплообменники, а также агрегаты, функционирующие за счет воздушного охлаждения.