Типи теплообмінних апаратів

1. Загальна класифікація теплообмінників У вигляді списку / схеми класифікацію теплообмінників можна...
2. додатково

Загальна класифікація теплообмінників

У вигляді списку / схеми класифікацію теплообмінників можна представити таким чином.

1. За зовнішніми ознаками функціонального характеру

1.1. За базовим принципом дії.

1.2. За родом (агрегатному стані) теплонесущіх середовищ

1.3. За динамікою агрегатного стану цих середовищ.

1.4. За організації переміщення теплоносіїв в агрегаті.

1.5. За характером теплового режиму.

2. За ознаками конструкційного спрямування

2.1. По конфігурації теплообмінної поверхні.

2.1.1. За формою поверхні обміну в рекуперативних ТА.

2.1.2. За формою поверхні обміну регенеративних ТА.

2.2. За ступенем компенсації можливих температурних деформацій (для рекуперативних ТА)

2.3. За типом кожуха (для рекуперативних ТА).

2.4. За просторової орієнтації.

2.5. За передбаченому способу установки.

2.6. За зовнішнього обладнання.

2.7. За кількістю теплоносіїв.

3. За схемами струму теплонесущіх середовищ

3.1. За конкретики динаміки їх температурного режиму.

3.2. У напрямку їх взаємного руху.

3.2.1. За рухом середовищ в рекуперативних ТА.

3.2.2. За рухом середовищ в регенеративних ТА.

необхідні пояснення

1.1. За принципом дії теплообмінні апарати поділяють на

• поверхневі рекуперативні, в яких теплонесущіе середовища розділені якоюсь перегородкою (теплообмінної поверхнею); теплоносії омивають перегородку одночасно з різних сторін;
• поверхневі регенеративні, в яких поверхня теплообміну омивається теплоносієм по черзі;
• контактні змішувальні, в яких теплообмін відбувається при безпосередньому контакті теплонесущіх середовищ; теплоносії при цьому змішуються;
• контактні барботажні, в яких безпосередній контакт також має місце, але один теплоносій проходить крізь інший без змішування.

Рекуперативні ТА є найбільш поширеними; типовим представниками рекуперативних ТА можна назвати різні види кожухотрубних теплообмінників.

1.2. За поєднанню агрегатних станів теплонесущіх середовищ ТА поділяються на агрегати типу

• рідина / рідина;
• пар / рідина;
• пар / пар;
• пар / газ;
• газ / газ;
• газ / рідина.

Найбільш поширеними є ТА типу рідина / рідина і газ / рідина.

1.3. За динамікою агрегатних (фазових) станів теплонесущіх середовищ теплообмінники поділяються на апарати

• без фазових переходів ( підігрівачі , охолоджувачі );
• зі зміною агрегатного стану одного з теплоносіїв ( випарники , конденсатори );
• зі зміною стану обох теплонесущіх середовищ (агрегати з підвищеною інтенсивністю теплообміну, в т.ч. виморажівателі, ректіфікатори і ін.)

Більш поширені ТА без зміни, а також зі зміною фазового стану одного теплоносія.

1.4. За організації переміщення теплоносіїв теплообмінники діляться на

• апарати з циркуляцією природного характеру (випарники, парові котли та ін.);
• з примусовою (штучної) циркуляцією (всі види рекуперативних теплообмінників, підігрівачі, охолоджувачі і ін.);
• апарати з використанням гравітаційного ефекту (конденсатори, зрошувальні ТА).

Теплообмінники зі штучною циркуляцією найбільш поширені.

1.5. За характером теплового режиму теплообмінні апарати діляться на

• теплообмінники зі стаціонарним перебігом внутрішніх процесів (більшість рекуперативних ТА);
• з нестаціонарними (змінними) процесами (регенеративні ТА).

2.1. По конфігурації теплообмінної поверхні ТА діляться залежно від принципу дії.

У рекуперативних теплообмінників виділяють, зокрема:

• кожухотрубні з лінійними трубами;
• кожухотрубні з U-подібними трубами;
• кожухотрубні з турбулізаторами;
• кожухотрубні з оребрені трубами;
• теплообмінники типу «труба в трубі»;
• змієвикові;
• спіральні;
• пластинчасті;
• пластинчато-ребристі;
• ламельні.

У регенеративних ТА класифікація залежить від виду і форми т.зв. «Насадки», яка може являти собою як єдину поверхню, так і сукупність поверхонь:

• гофрованої металевої стрічки (див. рис. 1.а);
• металевої сітки (рис. 1.б);
• перфорованих пластин (рис. 1.В);
• кульок і гранул, кілець Рашига (рис. 1.г)
• брусків і блоків з матеріалів з підвищеною жаростійкістю, в т.ч. мінеральних (рис. 1.д).

Види насадок в регенеративних ТА І для рекуперативних, і для регенеративних ТА форма і пов'язана з нею площа поверхні теплообміну мають одне з визначальних місць в питанні ефективності передачі теплової енергії між теплоносіями.

2.2. За ступенем компенсації виникаючих температурних деформацій рекуперативні (зокрема - кожухотрубні) теплообмінники поділяються на

• агрегати з жорсткою конструкцією (без необхідності компенсацій);
• з напівжорсткою конструкцією (компенсація за рахунок наявності пружного елемента (елементів);
• з нежорсткої конструкцією (компенсація за рахунок вільного зміни довжини трубних елементів).

2.3. За типом зовнішнього кожуха рекуперативні теплообмінники ділять на

• агрегатити з коробчатим кожухом;
• кожухотрубного типу;
• без кожуха (зрошувальні).

Приватним прикладом ТА кожухотрубного типу є апарати з наявністю компенсатора на кожусі, хоча їх також можна умовно віднести до ТА напівжорсткою конструкції.

2.4. За просторової орієнтації ТА діляться на

• апарати вертикального типу;
• горизонтального типу;
• похилі.

2.5. За умовами монтажу існує поділ на

• автономні;
• навішені (присоеденяюсь);
• вбудовані.

2.6. За наявності обладнання та внешеней обв'язки можна виділити

• апарати без таких;
• з наявністю теплоізоляції;
• з власним фундаментом, монтажної системою;
• з контрольно-вимірювальним обладнанням;
• з автоматикою управління і т.д.

2.7. За кількістю теплоносіїв визначають

• двопоточні;
• трёхпоточние;
• багатопотокові теплообмінні апарати.

До багатопотоковим агрегатів відносять також системи з двох і більше двопоточних теплообмінників, пов'язаних воєдино за допомогою «проміжного» третього теплоносія.

3.1. За температурної динаміці теплоносіїв виділяють

• ТА з незмінною (стаціонарної) температурою всіх теплоносіїв;
• зі стаціонарної температурою одного з теплоносіїв;
• зі змінною температурою теплоносіїв.

Останній варіант є найбільш поширеним серед всіх типів теплообмінних апаратів.

3.2.1. Рекуперативні ТА за взаємною напрямку струму теплоносіїв бувають з

• прямотоком (паралельне односпрямоване рух, див. рис. 2.а.);
• противотоком (паралельне різноспрямований рух, рис. 2.б.);
• перехресним струмом (перпендикулярний до рух, рис. 2.в.);
• змішаним струмом (характерно для багатоходових кожухотрубних теплообмінників, рис. 2.г.);
• зі складною схемою струму (аналогічно, рис. 2.д.).

Напрямок струму теплоносіїв в рекуперативних ТА При інших умовно рівних параметрах (температурах теплоносіїв, площі поверхні теплообміну і т.д) для рекуперативних ТА найбільш ефективними вважаються перехресний струм і складні схеми струму.

3.2.2. В регенеративних ТА, як правило, застосовуються тільки дві схеми руху теплоносіїв - прямоток і протитечія. Ефективність останнього вище.

додатково

Не можна не згадати інші варіанти класифікації, за додатковими ознаками. Наприклад - за конкретними умовами використання ( охолоджувачі масла суднових двигунів , підігрівачі рідких харчових продуктів і т.д.), а також за уточнюючими конструкційним характеристикам (різних видів пружних елементів у ТА напівжорсткою конструкції) і ін.

АТ «ЦЕЕВТ» розробляє і виробляє різні типи теплообмінних апаратів; зокрема - спеціалізується на випуску високонадійних і ефективних рекуперативних кожухотрубних теплообмінників з турбулізаторами труб трубного пучка , З різною жорсткістю конструкції, двопоточні, зі складною схемою струму. Фахівцями компанії застосовується сучасна методика розрахунку теплообмінних апаратів з використанням спеціалізованого програмного забезпечення, що дозволяє на етапі проектування врахувати кожен з десятків технічних нюансів і створити індивідуальний проект з максимальною відповідністю технічним умовам і вимогам клієнта.