ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы ТИПЫ И КОНСТРУКЦИЯ ТЕПЛООБМЕННИКОВ из "Расчет и конструирование теплообменников" Большинство теплообменников можно классифицировать, объединяя их в группы в соответствии со схемой движения теплоносителей через теплообменник. [c.5] Кроме того, это единственный тип теплообменника, который может быть применим в области, в которой изменения температур в одном или обоих потоках теплоносителей приближаются к разности температур входящих в теплообменник потоков. [c.6] Интересно отметить, что природа дает нам замечательный пример одной из высокоэффективных протнвоточных систем в виде кровеносной системы ног болотных птиц, например цапли. Теплая кровь, движущаяся от сердца к ноге, проходит через системы тонких параллельных кровеносных сосудов, которые чередуются в шахматном порядке с подобными же сосудами, идущими от конечности, образуя один из эффективнейших теплообменников. Эффективность передачи тепла при таком расположении кровеносных сосудов настолько высока, что теплая кровь охлаждается почти до температуры окружающей среды, прежде чем достигнет участка, погруженного в холодную воду благодаря этому птица теряет сравнительно мало тепла через кожу своей ноги. Конечности некоторых других теплокровных животных, например пингвинов и китов, устроены подобным же образом. [c.6] Конденсаторы. В свое время Джемс Уатт более чем в три раза повысил термический к. п. д. паровых машин, применив конденсаторы для того, чтобы пар конденсировался не в цилиндрах машины, а вне их. [c.8] Холодильники. Атмосфера является удобным тепловым стоком в случаях, когда необходимо отводить тепло от охлаждаемого объекта, температура которого на - 50° С или больше превышает температуру окружающей среды или когда нет достаточного количества охлаждающей воды. Указанные обстоятельства имеют место при работе нефтеочистительных установок в безводных районах, силовых установок в арктических районах (где трудности связаны с замерзанием воды) и силовых установок транспортных устройств. В охладительных системах промышленных установок жидкость, которую необходимо охладить, обычно циркулирует через пучки оребренных труб, как это показано на рис. 1.14. Подобные устройства могут быть смонтированы в воздуховодах внутри установки или (когда требуется отвести большие количества тепла) на открытых местах. В последнем случае охлаждающий вентилятор устанавливается так, чтобы он прогонял воздух вертикально вверх, как показано на рис. 1.15, благодаря чему получается недорогая система с минимальными затратами мощности на циркуляцию воздуха. Кроме того, эффективность такой установки не зависит от скорости и направления ветра. [c.13] Установки типа, показанного на рис. 1.14, используются в качестве холодильников или нагревателей в системах кондиционирования воздуха в зданиях или в промышленных установках, в которых воздух или газы необходимо охлаждать и нагревать в пределах температурного интервала 280° С. [c.13] Радиаторы (излучатели). Термин радиатор обычно применяют к семейству теплообменников, используемых для рассеяния тепла в окружающее пространство. Автомобильные радиаторы, подобные изображенному на рис. 1.16, представляют теплообменники с перекрестным током, в которых изменение температуры любого теплоносителя мало по сравнению с разностью температур теплоносителей. Аппараты практически такой же конструкции используются в качестве конденсаторов в холодильных установках или системах кондиционирования воздуха, а снабженные вентиляторами, они применяются для обогревания больших открытых помещений. Маслоохладители авиационных двигателей выполняют в основном те же функции, что и автомобильные радиаторы, однако благодаря особым усилиям, направленным на уменьшение веса и размеров конструкций, были разработаны различные типы компактных аппаратов, показанные на рис. 1.17, а, б и в. [c.15] Необычный тип радиатора, который как раз и является настоящим тепловым излучателем, изображен на рис. 1.18. Это конденсатор для силовой установки, работающей на парах калия, которая сконструирована для использования на космических летательных аппаратах, где тепло может быть отведено только путем теплового излучения в космическое пространство, эффективная температура которого равна абсолютному нулю, или на Землю, средняя температура которой равна 15,7° С. [c.15] Градирни. В местностях, где ощущается недостаток воды, тепло может быть очень эффективно отведено в атмосферу с помощью градирен, например такой, какая изображена на рис. 1.19. Часть воды, разбрызгиваемой в этих башнях, испаряется, охлаждая за счет этого остальную. Благодаря высокому значению теплоты испарения воды ее потребление составляет не более 1 % по сравнению с тем случаем, когда вода забирается из озера или речки и нагревается на 6—12° С. [c.15] Градирни могут быть спроектированы в расчете либо на естественную циркуляцию, когда воздух проходит через башню под действием конвекции, либо на принудительную циркуляцию, которая создается вентилятором. Во избежание загрязнений технологической воды циркулирующей в градирне, иногда используют кожухотрубные теплообменники. [c.15] На рис. 1.21 показана отдельно одна из матриц теплообменника. В каждой матрице горячие газы от турбины движутся приблизительно в радиальном направлении к периферии через серию каналов. Воздух от центробежного компрессора, расположенного на средней части вала, движется вправо через пространство по периферии внутренней части кожуха и в осевом направлении входит в газовые каналы внешней части матрицы. Подогреваемый воздух делает два хода сначала он движется вправо по каналам наружной части матрицы, а затем в обратном направлении, влево, через каналы внутренней части, таким образом, образуя перекрестноточную, приближающуюся к противотоку схему движения (движение газа через камеру сгорания на этом рисунке не показано). [c.16] Как можно видеть на рис. 1.21, матрица теплообменника изготовлена из чередующихся гладких и гофрированных пластин. Гладкие пластины разделяют горячие и холодные потоки газов, а гофрированные играют ту же роль, что и ребра, увеличивая примерно в три раза площадь поверхности теплообмена в единице объема. Оси гофров в соседних слоях расположены взаимно перпендикулярно, что позволяет создать схему перекрестного тока двух теплоносителей. [c.16] Вращающийся регенератор для подогрева возду.ха в больших паросиловых установках с угольными топками. [c.20] Воздухонагреватели для паро- и газотурбинных силовых установок иногда подразделяют на два типа воздухонагреватели с обычной матричной поверхностью теплообмена и непрерывным потоком по обеим сторонам неподвижной поверхности нагрева и воздухонагреватели, через которые теплоносители движутся периодически, когда горячий поток поочередно нагревает одну часть матрицы, в то время как холодный поток отбирает тепло от другой. [c.21] При такой классификации термин регенератор применяется к теплообменнику периодического действия (этот термин длительное время применялся к теплообменникам такого типа, использовавшимся для доменных и сталеплавильных печей), теплообменники же непрерывного действия называют рекуператорами. [c.21] Пластины и панели. Там, где необходимо встроить поверхности теплообмена в стены таких помещений, как холодильные камеры, паровые камеры или экспериментальные камеры для исследования влияния окружающей среды, самое простое и дешевое устройство получается с использованием панелей нагревателей, образованных путем сварки стальных штампованных листов, с общими каналами для движения теплоносителей. На рис. 1.25 показаны панели такого типа, помещаемые на внутренней поверхности цилиндрической камеры. [c.21] Нагреватели и охладители погружного типа. Нагреватели и охладители погружного типа очень удобны для регулирования температуры в ваннах и бассейнах. Теплообменные поверхности панельного типа часто используются в виде пакетов близко расположенных друг к другу параллельных панелей. Трубы с продольными ребрами, соединенные в пакеты, как показано на рис. 1.26, и устанавливаемые вертикально, представляют другой тип поверхности теплообмена, очень хорошо подходящей для этой цели. Благодаря возникающей естественной конвекции в ванне создается циркуляция, достаточная для поддержания в ней температуры в заданных пределах. [c.21] Теплообменники типа труба в трубе . Две коаксиально расположенные трубы с двумя теплоносителями, один из которых течет по внутренней трубе, а второй по кольцевому каналу между трубами, образуют простую конструкцию теплообменника, очень удобную для многих применений. Такой теплообменник небольших размеров для лабораторных целей может быть изготов- Теплообменник погружного типа. [c.21] В тех случаях, когда] одна или обе жидкости находятся под высоким давлением, при котором необходима большая толщина стенки кожуха, и обычные кожухотрубные теплообменники в этом случае становятся дорогими. [c.22] Вернуться к основной статье