Теплообменник принцип действия: Теплообменники: классификация, устройство, принцип работы

Принцип работы теплообменных аппаратов —

Теплообменный аппарат — это аппарат, в котором происходит обмен температурами между горячим и холодным теплоносителями. Рабочие среды в каналах аппарата движутся навстречу, непосредственно не соприкасаясь.

Исходя из принципа работы, теплообменные аппараты классифицируют на:

• рекуперативные;
• регенеративные.

В оборудовании первого типа движущиеся навстречу друг другу среды разделены перегородкой. К данному виду относится большинство аппаратов. В регенераторах горячий и нагреваемый (холодный) теплоносители контактируют с поверхностью по очереди.

Разновидности аппаратов теплообмена

Широкое распространение в промышленности, быту и в коммунальной сфере получили:

1. Пластинчатые теплообменники,
2. Кожухотрубные аппараты,
3. Оборудования теплообмена «труба в трубе»,
4. Секционные аппараты,
5. Погружные теплообменные аппараты,
6. Ребристые теплообменники,
7. Оросительные теплонагреватели, а также другие виды.

К наиболее распространенным аппаратам относятся кожухотрубные теплообменники. Это обусловлено, прежде всего, надежностью конструкции и большим набором вариантов исполнения для различных условий эксплуатации. Данные аппараты применяют для теплообмена и термохимических процессов между различными жидкостями, парами и газами — как без изменения, так и с изменением их агрегатного состояния.

Между тем, столь широкое разнообразие условий применения кожухотрубных теплообменников и их конструкций, не исключает поиск других, альтернативных решений, таких, как применение пластинчатых, спиральных или компактных теплообменников в тех случаях, когда их характеристики оказываются приемлемыми и их применение может привести к экономически более выгодным решениям.

Конструкция кожухотрубного теплообменника

Кожухотрубные теплообменники состоят из пучков труб, укрепленных в трубных досках, кожухов, крышек, камер, патрубков и опор. Трубное и межтрубное пространства в этих аппаратах разобщены, причем каждое из них может быть разделено перегородками на несколько ходов.

Теплопередающая поверхность аппаратов может составлять от нескольких сотен квадратных сантиметров до нескольких тысяч квадратных метров.

Кожухотрубчатые теплообменники могут быть:

• жесткой, нежесткой и полужесткой конструкции;
• одноходовые и многоходовые;
• прямоточные, противоточные и поперечноточные;
• горизонтальные, наклонные и вертикальные.

Конструкция пластинчатого теплообменника

Основными конструктивными элементами аппарата являются гофрированные пластины, которые изготавливаются из нержавеющей стали, меди, никеля, графита или титана (при использовании агрессивных рабочих сред). Контакт и теплопередача осуществляется через поверхность пластин, образующих каналы.

Пластины производят методом штамповки на гидравлических прессах при давлении в несколько тысяч тонн, а затем поверхность теплообмена подвергаются полировке. Идеально гладкая поверхность теплообмена гарантирует отсутствие накипи, исключает появление микротрещин.

Предыдущая новость

Следующая новость

Пластинчатый теплообменник

Пластинчатые теплообменники

Принцип работы теплообменного оборудования

Теплообменники предназначены для передачи тепла между двумя разделенными между собой средами. В разборных пластинчатых теплообменниках передача тепла осуществляется от горячего теплоносителя к холодной (нагреваемой) среде через гофрированные пластины, которые установлены в раму и стянуты в пакет. В процессе теплообмена жидкости движутся в противотоке. В местах их возможного перетекания находится либо пластина, либо двойное резиновое уплотнение, что исключает смешение жидкостей. Порядок установки пластин обеспечивает чередование горячих и холодных каналов.

Вид гофрирования пластин, их типоразмер и количество, устанавливаемое в раму, зависят от эксплуатационных требований к теплообменнику. Разборные теплообменные аппараты применяются для работы с использованием сред, которые оставляют отложения на стенках аппарата, и предусматривают возможность чистки поверхностей теплообмена.

Преимущества использования разборных пластинчатых теплообменников

— Длительный срок эксплуатации. Теплообменные пластины рассчитаны на 20-25 лет службы. Стоимость замены уплотнений, рассчитанных на 8-10 лет эксплуатации, существенно дешевле замены трубной группы в кожухотрубном теплообменнике.

— Простота технического обслуживания. При образовании засоров, разборка и промывка агрегата могут быть осуществлены за 4-6 часов.

— По сравнению с кожухотрубными и спиральными агрегатами масса, габаритные показатели и подверженность вибрациям пластинчатого теплообменника ниже. Это позволяет экономить пространство, удешевляет и упрощает монтаж.

— При необходимости площадь теплообмена (другими словами, мощность теплообменного агрегата) в пластинчатом теплообменнике может быть легко уменьшена или увеличена посредством изменения количества пластин.

— В случае гидравлического удара урон пластинчатому разборному теплообменнику меньше, чем кожухотрубному: из строя выходят только уплотнения, стоимость которых незначительна.

НАШИ ПРИЕМУЩЕСТВА

Пластины теплообменников:

Конструкция области входных отверстий пластин теплообменника позволяет получить хорошее распределение жидкости по поверхности. Область входных отверстий увеличена и снабжена канавками, предотвращающими появление «мертвых зон», в которых могут появиться отложения. Чтобы наиболее точно подобрать аппарат под заданные тепловые и гидравлические параметры, используют два варианта прессовки пластин с различными углами рифления. Которые дают соответственно высокую и низкую турбулизацию потока. Путем комбинации пластин с различными углами рифления, можно добиться максимальной теплопередачи, при заданных потерях давления. С целью усиления канавок для уплотнений «Sonder Flex Line» поставляется с углубленными канавками, превосходно удерживающими прокладку. Это

обеспечивает длительную надежность соединения прокладок и пластин. 

 Уплотнения теплообменников:

Прокладки устанавливаются в защищенную канавку. Такая конструкция сохраняет эластичность прокладок даже по истечении длительного времени после сборки. Новое поколение пластинчатых теплообменников разработано с бесклеевыми прокладками «Sonder Lock» Прокладки «Sonder Lock» фиксируются прочными каучуковыми кнопками, которые в отличие от большинства бесклеевых прокладок теплообменников действительно фиксируют прокладку в канавке. 

ПЛАСТИНЫ FREE FLOW

Пластины Free Flow («свободный поток») сконструированы для жидкостей, содержащих волокна либо другие частицы, которые могут блокировать традиционный аппарат. Пластины Free Flow разработаны с учетом отсутствия контакта металла между пластинами в области прохождения жидкости, обеспечивают высокую турбулентность и, следовательно, высокий коэффициент теплопередачи. Дополнительные преимущества и область применения

• Конструкцией пластин обусловлена их прочность и устойчивость.
• Применение в целлюлозно-бумажной промышленности.
• Применение для охлаждения горчицы, томатных соусов и других вязких продуктов.
• Возможность очистки на месте.

ПОЛУСВАРНЫЕ ПЛАСТИНЫ ТЕПЛООБМЕННИКА

Полусварные теплообменные аппараты состоят из кассет пластин. Кассета представляет собой 2 пластины, сваренные вместе при помощи лазерной сварки. Преимуществом такой конструкции является получение сварного канала пластин по одной стороне теплообменника, и традиционного канала пластин с прокладками по другой стороне, что дает возможность легкой сборки и очистки этой стороны. На сварной стороне теплообменника существуют две специально сконструированных прокладки для угловых отверстий, которые служат уплотнением между двумя кассетами. Таким образом, использование прокладок сведено к минимуму на сварной стороне.

Дополнительные преимущества и область применения

• Этот тип теплообменников специально разработан для решения задач в холодоснабжении и для условий, где применяется агрессивная среда.
• Сварка кассет пластин выполняется снаружи канавки для уплотнений.
• Это практически исключает риск воздействия коррозии на канавку для уплотнений.
• Поскольку сварка производится снаружи канавки для уплотнений, площадь теплопередачи используется оптимально.
• Кассеты пластин снабжены прокладкой, увеличивающей герметичность одновременно с повышением рабочего давления.

ПЛАСТИНЫ ТЕПЛООБМЕННИКА SONDER SAFE

Система Sonder Safe состоит из двух тонких пластин, прессованных вместе. Такая конструкция позволяет выявить утечки через зазор между двумя пластинами. Это предотвращает смешение продуктов и предупреждает о внутренней утечке.
Сферы применения:

• Пастеризация сливок и молока.
• Чистая вода для пищевой промышленности.
• Вода для медицинских инъекций
• В атомной промышленности, в целях безопасности.
• Центральное отопление/водопроводная вода.
• Охлаждение двигателей.

ПАЯНЫЕ ПЛАСТИНЧАТЫЕ ТЕПЛООБМЕННИКИ

В противоположность традиционному пластинчатому теплообменному аппарату паяный пластинчатый теплообменник не содержит каучуковых прокладок и, следовательно, может постоянно работать при температурах от минус 180 С⁰ до плюс 200 С⁰. Рабочее давление – до 30 бар включительно.

Сферы применения:

• Централизованное теплоснабжение, отопление и вентиляция.
• Солнечные коллекторы и установки кондиционирования воздуха.
• Тепловые насосы и установки утилизации тепла.
• Гидравлические и мазутные агрегаты.

 

ПОЛНОСТЬЮ СВАРНЫЕ ПЛАСТИНЧАТЫЕ ТЕПЛООБМЕННИКИ КОЖУХОТРУБНЫЕ

Принцип работы этого теплообменника аналогичен принципу работы обычного кожухотрубного агрегата, однако он является более эффективным, поскольку вместо труб используются пластины. Круглые пластины сварены лазерной сваркой в единый пакет, который затем помещается внутрь традиционного цилиндрического кожуха. Рабочее давление: PN16 / PN25. Максимальная температура: до 250˚С. Теплообменник имеет два исполнения корпуса – полностью сварной аппарат либо разборный с фланцем, как указано на фото слева. Разборная конструкция делает возможной очистку теплообменного аппарата.

 

Принцип действия | Теплообменник

Теплообменник со статическим смесителем предотвращает большие перепады температур в продукте

Охлаждение и нагрев вязких продуктов обычно затруднены по сравнению с водянистыми продуктами. Это связано, прежде всего, с отсутствием принудительной конвекции, с ламинарным режимом течения и, следовательно, с невозможностью адекватного поступления продукта на теплообменную поверхность. Это может привести к большим перепадам температур в продукте и отрицательно сказаться на качестве конечного продукта.

Теплообменник по основным принципам статического смесителя

Поскольку статические смесители целенаправленно нарушают режимы течения в трубе, можно улучшить теплообмен с помощью статических смесителей при охлаждении и/или нагреве. Этот принцип был положен в основу разработки типа теплообменника, который производит PRIMIX.

Подробнее о теплообменнике

Конструкция теплообменника

Проточный теплообменник PRIMIX состоит из одной или нескольких параллельно установленных труб. Теплообменная среда обтекает эти трубы; это может быть как холодная, так и горячая вода, а также горячее масло или пар. Вязкий продукт течет по трубам теплообменника и отдает свое тепло на более холодную или более теплую поверхность трубы. Спиралевидные смесительные элементы, расположенные в этих теплообменных трубах, нарушают ламинарный характер потока, обеспечивая лучшую скорость обновления продукта на теплообменной поверхности и, таким образом, более эффективный процесс охлаждения или нагревания.

С ACT теплопередача выше на 20–100 %

Усовершенствованная технология соединения (ACT), используемая в теплообменниках PRIMIX, обеспечивает дополнительную контактную поверхность и улучшает теплопередачу на 20–100 %. В этой технике смесительные элементы впаиваются в трубку без швов. Щель, расположенная между спиралевидным элементом и внутренней стенкой трубки, полностью заполняется припоем. Обеспечивая оптимальные условия во время этого процесса пайки, это соединение между трубкой и элементом работает как проводник тепла. В результате поверхность смесительного элемента также вовлекается в процесс теплообмена, что приводит к более компактной и эффективной конструкции теплообменника.

Минимизация разброса времени пребывания в теплообменнике

В конструкции теплообменника минимизация разброса времени пребывания достигается за счет дополнительного использования специальных адаптеров с острыми как бритва краями. Таким образом, плоская входная поверхность трубной доски была полностью скрыта, что привело к значительному улучшению картины потока. Конструкция используется в качестве стандарта для вязких и чувствительных жидкостей, где важна минимизация разброса времени пребывания. Дальнейшая минимизация разброса времени пребывания достигается за счет обеспечения элементов теплообменника очень гладкими поверхностями в местах, где охлаждаемый продукт соприкасается с поверхностью теплообменника. Надежность теплообменника со статическим смесителем, сконструированного PRIMIX, зарекомендовала себя в критических областях применения в химической, нефтехимической, фармацевтической и пищевой промышленности. Таким образом взрывоопасные и токсичные технологические среды надежно смешиваются и подвергаются термической обработке.

Теплообменник с ламинарным потоком – неподвижная смесительная система

Вязкость протекающего продукта оказывает большое влияние на характер потока через пустую трубу. Этот режим течения в основном ламинарный и не турбулентный. Ламинарный или слоистый характер течения означает, что теоретически жидкость в центре трубы течет быстрее всего, а жидкость, расположенная ближе всего к стенке трубы, неподвижна. Промежуточные слои жидкости ведут себя как круги равного потока; это слои течения или ламинарный режим течения. В системе с неподвижным смесителем или статическим смесителем эта схема течения нарушается. Жидкость на внутренней стенке трубки сворачивается, а жидкость в середине снова течет к стенке трубки, позволяя большему количеству жидкости соприкасаться с внутренней стенкой. В трубчатом теплообменнике эта внутренняя стенка трубы используется для теплообмена; статический смеситель значительно улучшает этот процесс.

Посмотреть решения по теплообменникам PRIMIX

Теплообменники

Кожухотрубный теплообменник

Оставить комментарий / Механический / Автор мохдсухель

Кожухотрубный теплообменник представляет собой механическое устройство, в котором используется трубка, установленная в цилиндрическом корпусе, для теплообмена между двумя гидравлическими жидкостями посредством теплового контакта. Кожухотрубные теплообменники также известны как кожухотрубные теплообменники. Как следует из названия, этот тип теплообменника состоит из внешней оболочки (большого сосуда высокого давления) и пучка труб. Одна жидкость течет в трубке, а другая жидкость течет в трубке. Это способ передачи тепла от одной жидкости к другой. Температура жидкости в трубе и оболочке различна. Эта разница температур действует как движущая сила для температурного обмена между жидкостями. 9Трубный пучок 0037 может содержать различные типы труб, например, трубы с вертикальными ребрами и гладкие трубы. Эти трубки могут быть размещены в различных конфигурациях, таких как конфигурация с плавающей головкой, конфигурация с фиксированной трубкой и конфигурация с U-образной трубкой.

Кожухотрубный теплообменник

Теплообменники этого типа идеально подходят для приложений с высоким давлением. Они чаще всего используются в крупных химических процессах и нефтеперерабатывающих заводах. Эти теплообменники отличаются низкими затратами на техническое обслуживание, низкими первоначальными затратами, стабильной работой и простой конструкцией. Кожухотрубный теплообменник имеет более высокий коэффициент теплопередачи, чем другие теплообменники. Однако эти теплообменники требуют больше места для установки, чем пластинчатые теплообменники с аналогичными возможностями теплообмена.

Содержание

Как работает кожухотрубный теплообменник?

Кожухотрубные теплообменники просты и удобны в эксплуатации. При работе этого теплообменника одна жидкость движется по трубе, а другая внутри корпуса.

Когда эти жидкости текут, они обмениваются теплом друг с другом. Это означает, что горячая жидкость передает свое тепло холодной жидкости. Таким образом, холодная жидкость проходит через входное сопло корпуса и выбрасывается в виде горячей жидкости через выходное сопло. Благодаря такому теплообмену температура другой жидкости на выходе будет ниже, чем на входе. Теплопередача определенного трубчатого теплообменника через контактную поверхность, определяемая количеством теплопроводных металлических трубок. Поток жидкости в этом теплообменнике может быть перекрестным или параллельным.

Принцип работы кожухотрубчатого теплообменника

На приведенной выше схеме показаны выпускной и впускной патрубки на переднем коллекторе канала. Это означает, что эти теплообменники имеют четное количество сегментов трубы. В этом случае кран вывода на стороне канала находится в заголовке чтения. По мере увеличения числа витков трубы коэффициент теплопередачи и скорость теплопередачи увеличиваются. В корпусах и трубах установлены перегородки и глушители, чтобы максимизировать турбулентность жидкости на стенках корпуса и труб.

Типы раковины и теплообменниками для оболочки и трубки

1. Плавательный обменник
2. Пятой трубки Обменной обменник
3. U-Tube The Tube Treat Exchange

Shell и Tube The The Tream Exchanger 33

66666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666663

666666666666666666666666666663

66666666666666666666666666666666666669. . Перегородки

Канал со стороны трубы и сопла

Кожух и сопла со стороны кожуха

Трубная решетка

Трубы

Я прикрепил рисунок ниже, чтобы лучше понять компоненты кожухотрубных теплообменников.

Компоненты кожухотрубчатого теплообменника

Основные преимущества кожухотрубчатого теплообменника

• Кожухотрубчатые теплообменники дешевле пластинчатых теплообменников.
• Эти типы теплообменников просты в обслуживании и просты в изготовлении.
• Это лучший выбор для применения в условиях высокого давления и температуры вместо пластинчатых теплообменников.
• Трубчатые теплообменники имеют меньший перепад давления, чем пластинчатые теплообменники.
• Кожухотрубные теплообменники менее подвержены засорению, чем пластинчатые теплообменники.
• Эти теплообменники имеют стабильную и гибкую конструкцию.
• Размер не ограничен.
• Эти теплообменники легко собираются и разбираются для очистки, ремонта и технического обслуживания.

  No related posts.