Elkeen van ons het die eenvoudigste hitteruilers teëgekom. 'n Treffende voorbeeld hiervan is die ontwerp van "pyp in pyp" of so iets. Dit sou moeilik wees om ons lewe voor te stel as die hitteruiler nie uitgevind is nie. Vandag is daar 'n groot aantal hitteruilers. Hulle verskil nie net van mekaar in tegniese eienskappe nie, maar ook in die omvang, ontwerp, ens. Kom ons praat in meer besonderhede oor hierdie onderwerp en handel oor interessante punte.
Sommige algemene inligting
'n Hitteruiler is 'n toestel wat gebruik word om hitte van een medium na 'n ander oor te dra. Terselfdertyd moet jy verstaan dat die hitteruiler self, sonder verwarmingstoerusting, heeltemal nutteloos is, maar in die kompleks kan jy wonderlike resultate kry en selfs baie groot en koue kamers suksesvol verhit. Daarbenewens het wetenskaplikes voortdurend probeer om die verlies aan hitte te verminder wanneer dit na 'n ander omgewing oorgedra word. Vandag is dit nie moontlik niespog met 100% doeltreffendheid, maar ons kan veilig praat oor die doeltreffendheid van 90-95%. Operasionele, sowel as tegniese eienskappe van die produk word verhoog deur die gebruik van spesiaal voorbereide materiale, sowel as 'n koelmiddel. Dit alles verhoog natuurlik die prys van toerusting ietwat, maar dit is die moeite werd.
By ontwerp word ingenieurs voortdurend gekonfronteer met botsende vereistes wat in een bottel gekombineer moet word. Dit is byvoorbeeld nodig om die hidrouliese weerstand te verminder en terselfdertyd die hitte-oordragkoëffisiënt te verhoog. Die hitteruiler moet korrosiebestand wees, maar nie te moeilik om te onderhou nie. Dit alles het gelei tot die feit dat baie soorte hitteruilers verskyn het. Die een wat die beste by die situasie pas, word gebruik.
Klassifikasie van hitteruilers
Soos hierbo genoem, is daar tans 'n groot aantal hitteruilers. Eerstens moet hulle geskei word volgens die metode van hitte-oordrag na die medium. Hier word die hitteruilers in die volgende groepe verdeel:
- herstellende;
- regeneratief;
- meng;
- elektries verhit.
Kom ons kyk van naderby na herstellende hitteruilers. Die ontwerp van die produk impliseer die teenwoordigheid van 'n enkel- of multi-laag muur waardeur hitte oorgedra word. Gewoonlik gebeur dit reeds in bestendige beweging. Dit is interessant dat hitte-oordrag in sulke toestelle met gedwonge beweging uitgevoer word sonder om die fase te veranderstate. Maar dit geld net vir permanent werkende hitteruilers. As ons praat oor eenhede met 'n periodieke modus van werking, dan word vir 'n sekere tydperk verhitting, verdamping en verkoeling uitgevoer, en dit alles is in opeenvolgende modus. Sulke toestelle behoort aan hitteruilers met onstabiele termiese beweging. Dit is te wyte aan die feit dat die temperatuur van die koelmiddel by die inlaat en uitlaat aansienlik verskil. Dikwels word sulke aggregate in die vorm van spoele aangetref en is lamellêr, gerib en ander vorms. 'N Bietjie later sal ons na verskeie tipes kyk. Maar die klassifikasie van hitteruilers eindig nie daar nie.
Regenerasie-eenhede en elektriese verhitting
In hierdie geval, net soos in die vorige een, word die hitte-uitruiloppervlak gebruik om hitte-energie oor te dra. Hierdie oppervlak is egter 'n soort mondstuk. Dit speel die rol van 'n intermediêre akkumulerende middel wat hitte ophoop. Oor die algemeen kan die hele proses in verskeie fases verdeel word. In die eerste stadium neem die mondstuk 'n sekere hoeveelheid hitte waar. Dan is daar 'n oorgang na die tweede fase, en die koelmiddel word oor die oppervlak van die mondstuk oorgedra. Dit gebeur wanneer die vloei van koelmiddels verander word. Op hierdie stadium koel die spuitstuk geleidelik af, en die opgehoopte hitte word vrygestel in die verhitte omgewing, wat jou kamer kan wees.
Heropwekkers is nie-stasionêre eenhede. Die mondstuk is dikwels roerloos, en termiese prosesse word sinchronies herhaal. Toestelle van hierdie tipe word dikwels scrubbers ofkoeltorings.
Die kern van elektries verhitte hitteruilers is dat elektrisiteit as die hoofbron van hitte gebruik word. Elektriese booginstallasies word gebruik om elektriese energie in termiese energie om te skakel. Hulle kan beide direkte en indirekte verhitting wees. Die mees algemene hitteruilers in die industrie is induksie- en weerstandsverwarmers. Soos jy kan sien, kan hitte-uitruiltoerusting anders wees, nou gaan ons elke tipe, sy omvang en ontwerpkenmerke van nader bekyk.
Spiraal-hitteruilers
Die toestel is 'n paar spiraalkanale. Hulle kronkel gewoonlik om die sentrale afskorting. Om dit te doen, is hulle gemaak van gerol materiaal. Dit is opmerklik dat spiraal-hitteruilers goed geskik is vir verhitting en verkoeling van vloeistowwe met 'n hoë viskositeit.
Oor die algemeen word die verwarmingsoppervlak gevorm deur twee metaalplate wat deur middel van 'n sweislas aan die kern vasgemaak word. Die eenheid self bestaan uit slegs 2 kanale, gewoonlik reghoekig, gemaak in die vorm van 'n spiraal. Die punt van die spiraal (binne) het 'n skeidingsmuur en is met penne vasgemaak. Hitteruilers kan beide vertikaal en horisontaal gemaak word. As dit nie moontlik is om een tipe te installeer nie as gevolg van onvoldoende spasie of 'n komplekse konfigurasie van die kamer, dan word die tweede, meer verkieslik, gebruik. Dit is ook interessant dat die verbruiker spiraal kan kieshitteruilers met verskillende spiraalwydtes, van 20 tot 150 sentimeter. Terselfdertyd kan die verwarmingsoppervlak wissel van 3,2 tot 100 vierkante meter met 'n maksimum stelseldruk van 1 MPa.
Daar moet kennis geneem word dat hierdie hitte-uitruiltoerusting 'n aantal beduidende voordele inhou. Eerstens is dit 'n verminderde hidrouliese weerstand. Tweedens, kompaktheid en hoë doeltreffendheid en hitte-oordragintensiteit. Maar dit alles het daartoe bygedra dat daar nadele in die vorm van 'n komplekse ontwerp en herstelwerk was.
Oor plaathitteruilers
Tans word opvoubare en nie-skeibare plaathitteruilers vervaardig. Natuurlik is die eerste tipe meer verkieslik weens baie redes. Eerstens is dit gemak van onderhoud. Sulke toerusting word baie vinnig uitmekaar gehaal en gemonteer, sodat enige onklaarraking in 'n kort tyd uitgeskakel word. Nie-skeibare modelle word gewoonlik nie herstel nie, en as dit is, dan baie langer.
Eintlik dui die naam daarop dat hierdie toerusting uit 'n pakkie voorafvervaardigde plate bestaan. Hulle kan gemaak word van verskeie materiale soos koper, titanium, grafiet, ens. Om die werkverrigting eienskappe te verbeter, word die plate byna altyd geriffel gemaak. In plaathitteruilers gaan die vloei van koue en warm koelmiddel in lae deur.
Die toerusting self is goed omdat dit 'n bekwame uitleg het. Dit het dit moontlik gemaak om die oppervlakte van die hitte-uitruiloppervlak te vergroot en dit alles in relatief klein afmetings te pas. In elk geval, voordat jy koop, word 'n berekening van hitteruilers uitgevoer, wat jou toelaat om data te verkry oor hoeveel krag die toestel in 'n spesifieke geval benodig. Dit moet verstaan word dat al die plate wat in 'n pakkie saamgetrek word, kanale tussen mekaar vorm as gevolg van dieselfde vorm. Vloeistof vloei deur hulle. Wel, nou sal ons kyk na nog 'n paar interessante besonderhede wat met hierdie toerusting verband hou.
Gebruik gaskets
Soos hierbo genoem, is die hoofelement van hitte-oordrag plate. Hulle is koud gestempel. Hiervoor word korrosiebestande legerings gebruik, wat die duursaamheid en doeltreffendheid van die eenheid aansienlik kan verhoog. Die dikte van die plate, afhangende van die model, kan wissel van 0,4 tot 1,0 mm. In die werkposisie word die plate styf teen mekaar gedruk. In hierdie geval word klein gleufkanale gevorm. Aan die voorkant is daar 'n spesiale groef, 'n rubberpakking (seël) is daar geïnstalleer. Daarbenewens het die pakkies gate wat nodig is vir die toevoer en verwydering van vloeistof. Indien een van die gate deurbreek, word 'n stelsel van dreineringsgroewe voorsien om vermenging van koue en warm media te voorkom.
As gevolg van die skepping van 'n teenstroom tussen die twee media, was dit moontlik om nie net 'n verbetering in die temperatuurstel te bewerkstellig nie, maar ook vinniger hitte-oordrag met relatief klein hidrouliese weerstande. Dit sal nie oorbodig wees om te sê dat die basiese beginsel van werking gebaseer is op teenstroom nie, dit wil sê die beweging van verwarming enverhittingsvloeistof in verskillende rigtings. Om vermenging te voorkom, word 'n dubbele rubberseël of 'n metaalplaat aangebring. Die aantal plate en kanale kan wissel na gelang van die operasionele vereistes van die toerusting. Voor skepping word 'n termiese berekening van hitteruilers uitgevoer, wat dit moontlik maak om die optimale werkingsmodus te bepaal. Soms word duur legerings gebruik wat nie bang is vir langtermynwerking in 'n aggressiewe omgewing nie.
Plaatvin-hittewisselaars
PRT word gebruik om hitte oor te dra in nie-aggressiewe en gasvormige media in 'n wye temperatuurreeks, van -270 tot +200 grade Celsius. In hierdie geval kan die druk in die stelsel 100 atmosfeer bereik en vanaf 'n vakuum begin. Die ontwerp is gebaseer op die idee om 'n geribbelde oppervlak aan beide kante van die plate toe te pas. Die produk self bestaan uit verskeie ribbes, waardeur hitte-oordrag tussen media uitgevoer word. Dit is opmerklik dat dit die vinplaat-hitteruiler is wat 'n wye verskeidenheid vinvorms het. Dit laat jou toe om die operasionele en tegniese eienskappe effens te verander. Meestal kan jy aaneenlopende en golwende ribbes sien. Maar benewens hierdie is daar ook meer eksotiese, soos geperforeerde en skubberiges. Plaatmetaal word gewoonlik as materiaal gebruik. Hul dikte is verstelbaar na gelang van die druk in die stelsel en die vloeistof wat gebruik word.
Dikwels word hierdie tipe hitteruilers met verskillende tipes vloei gemaak. Meestal word teenvloei gebruik, maar daar is ookreguit- en kruiskringe. As ons kortliks praat oor die sterk punte van sulke toerusting, dan is daar baie van hulle. Eerstens is dit operasionele eienskappe, soos vinnige en intensiewe hitte-oordrag. Tweedens, dit is klein in grootte. Vandag sê baie dat dit vin-hitteruilers is wat die mees gevorderde is. Dikwels word PRT gebruik in nywerhede soos energie, olieraffinering, chemiese en lugvaartnywerhede. Dit alles is te danke aan 'n groot aantal voordele, sowel as 'n wye reeks vloeistowwe en drukke wat in die stelsel gebruik word.
Dop-en-buis-hitteruiler: ontwerp en kenmerke
Oppervlak-tipe hitte-uitruiltoerusting, wat ons reeds nagegaan het, is nie so gewild soos dop- en buiseenhede nie. Dit is net die toestelle wat heel aan die begin genoem is, in die eenvoudigste weergawe - dit is die "pyp in pyp" stelsel. 'n Warmteruiler van hierdie tipe is 'n stelsel (bondel) buise wat in 'n omhulsel geplaas word. Die buise word gerol en aan die liggaam van die produk gesweis. In sommige gevalle word hulle addisioneel gebrand. Dit word gedoen om 100% digtheid te verseker. Die liggaam word van bykomende spuitpunte voorsien. Sommige is nodig vir die verskaffing van stoom, ander vir die verwydering van kondensaat. Daarbenewens is daar dwarstralies in die omhulsel, wat gebruik word om die hitte-uitruilbuise oor die hele lengte van die eenheid te ondersteun. Interessant genoeg word dop- en buishitteruilers gebruik by temperature vanaf 190 grade Celsius ofversadigde stoomdruk van meer as 15 bar.
Enige stelsel wat vloeistofbeweging behels, kan onderhewig wees aan waterslag. Hierdie verskynsel is in staat om die toerusting gedeeltelik of heeltemal te deaktiveer. Om te voorkom dat dit gebeur, word verskeie soorte bergingselemente gebruik, die sogenaamde uitbreidingstenks. Maar in ons geval is dit nie nodig nie, want dop-en-buis hitteruilers is baie bestand teen hulle. Boonop is daar geen streng vereistes vir die netheid van die omgewing nie. 'n Beduidende nadeel van sulke toerusting is dat alle tipe hitteruilers van hierdie tipe baie metaal-intensief is, wat die finale koste en afmetings beïnvloed.
Hitteruilers vir gastoerusting
Dit is geen geheim dat enige vastebrandstof- of gasketel 'n hitteruiler in sy ontwerp het nie, dit word ook verwarmers genoem. Ons het reeds die hooftipes oorweeg. Soos u waarskynlik opgemerk het, word hierdie of daardie tipes in verskeie industrieë gebruik. Sommige toestelle het wyer toepassing gevind, ander word in sekere industrieë gebruik en pas nie by ander nie. In ons geval vind die gebruik van buis- en plaathitteruilers plaas. In die eerste geval het ons te doen met 'n stelsel van buise, in die tweede - met plate. In beginsel, ongeag die tipe, moet 'n hitteruiler vir 'n geiser aan 'n aantal vereistes voldoen. Eerstens, om 'n hoë hitte-oordragkoëffisiënt te hê, en tweedens om duursaam en bestand teen hoë temperature te wees. Die gewildste materiale is koper, aluminium enstaal. Laasgenoemde opsie is minder verkieslik, aangesien so 'n metaal swaar is, wat doeltreffendheid verminder. Die hitteruiler vir die geiser moet in elk geval ten minste 5 jaar dien.
Gevolgtrekking
Ons het dus die hooftipes hitteruilers hersien. Sulke spesies soos dop-en-plaat is sonder aandag gelaat. In beginsel verskil hulle effens van die klassieke lamellêre of geribde. Maar jy kan dikwels badstowe vind met 'n hitteruiler met 'n omhulsel. Die belangrikste kenmerk is egter dat die toerusting bestand is teen hoë temperature en bedryfsdruk. Die behuising kan gemaak word van materiale soos titanium, vlekvrye staal of koolstofstaal. Dit is interessant dat badstowe met 'n dop-en-plaat hitteruiler goed gereguleer word vir stoom of kondensaat, wat ongetwyfeld 'n groot voordeel is. In beginsel kan dit die storie voltooi, want nou weet jy alles wat jy nodig het oor hitteruilers.
