L'échangeur de chaleur. Types d'échangeurs de chaleur. Classification des échangeurs de chaleur

Chacun d'entre nous est confronté avec les plus simples échangeurs de chaleur. Un exemple frappant est la construction du « tube dans tube » ou quelque chose comme ça. Il serait difficile d'imaginer notre vie, s'il n'a pas inventé l'échangeur de chaleur. À ce jour, il y a un grand nombre d'échangeurs de chaleur. Entre eux, ils diffèrent non seulement dans les spécifications, mais la portée, la conception, et ainsi de suite. N. Discutons plus en détail sur le sujet et d'examiner des moments intéressants.

Quelques informations générales

L'échangeur de chaleur – un dispositif servant à transférer d'un environnement à l'autre de la chaleur. Il faut comprendre que l'échangeur de chaleur lui-même, sans équipement de chauffage, est complètement inutile, mais dans le complexe peut être obtenu d'excellents résultats et de la chaleur avec succès même de très grandes chambres et froides. En outre, les scientifiques essaient constamment de minimiser la perte de chaleur quand il est transféré dans un autre environnement. Aujourd'hui, ne peut se vanter d'une efficacité de 100%, mais l'efficacité de 90-95% peut parler avec assurance. Caractéristiques opérationnelles et techniques du produit sont améliorées par l'utilisation de matériaux spécialement préparés, ainsi que le liquide de refroidissement. Bien sûr, il augmente légèrement le prix de l'équipement, mais ça vaut le coup.

Lorsque les ingénieurs qui conçoivent sont constamment confrontés à des exigences contradictoires qui doivent être combinés en un seul flacon. Par exemple, il est nécessaire de réduire la résistance à l'écoulement et donc d' améliorer le coefficient de transfert thermique. L'échangeur de chaleur doit être résistant à la corrosion, mais il est pas trop difficile pour le service. Tout cela a conduit au fait qu'il existe de nombreux types d'échangeurs de chaleur. En fonction de la situation, utilisez celui qui convient le mieux.

Classification des échangeurs de chaleur

Comme indiqué plus haut, il existe actuellement un grand nombre d'échangeurs de chaleur. Par-dessus tout, ils doivent être séparés par le processus de milieu de transfert de chaleur. Ici, les échangeurs de chaleur sont répartis dans les groupes suivants:

• récupératif;
• régénération;
• de mélange;
• chauffée électriquement.

Jetons un coup d'oeil de plus près des échangeurs de chaleur de récupération. La conception du produit implique la présence d'une seule couche ou de la paroi multi-couches à travers laquelle la chaleur est transférée. En général, cela se produit dans un mouvement régulier. Il est intéressant de noter que dans ce type d'appareil de transfert de chaleur est effectué par le mouvement forcé sans changer l'état de phase. Mais cela ne vaut que pour les échangeurs de chaleur permanents. Si l'on parle d'agrégats avec le mode de fonctionnement périodique, puis pendant une certaine période de temps, il est effectué le chauffage, l'évaporation et le refroidissement, le tout dans un mode séquentiel. De tels dispositifs sont des échangeurs de chaleur avec un mouvement thermique instable. En effet, la température du fluide caloporteur à l'entrée et à la sortie diffère de manière significative. Souvent, ces unités se trouvent sous la forme de bobines et sont plaque nervurée, et d'autres formes. Un peu plus tard, nous examinerons plusieurs types. Mais cette classification des échangeurs de chaleur ne se termine pas là.

les unités de régénération et chauffage électrique

Dans ce cas, tout comme dans le précédent, pour transmettre l' énergie thermique est utilisé , la surface de transfert de chaleur. Cependant, ce domaine est une sorte d'attachement. Il sert comme un moyen d'accumulation intermédiaire qui accumule la chaleur. En gros, le processus peut être divisé en plusieurs étapes. Dans la première buse de phase prend une certaine quantité de chaleur. Ensuite, il y a un passage à la deuxième étape, le fluide de refroidissement et on fait passer le long de la surface de la buse. Cela se produit lors du changement des flux de liquide de refroidissement. A ce stade, la buse est progressivement refroidi et la chaleur est accumulée dans le milieu à chauffer, qui peut être la chambre.

Les régénérateurs sont des unités non-stationnaires. La buse est souvent fixe, et – les procédés thermiques en synchronisme répétitif. Des dispositifs de ce type sont souvent appelées tours de skruberrami ou de refroidissement.

L'essence des échangeurs de chaleur chauffés électriquement est que, comme la première source de chaleur en utilisant l'électricité. Pour convertir l'énergie électrique en énergie thermique en utilisant l'installation électrique à arc. Ils peuvent être à la fois le chauffage direct et indirect. Les échangeurs de chaleur la plus courante industrie – induction et chauffe résistance. Comme vous pouvez le voir, les échangeurs de chaleur peuvent être différentes, nous considérons maintenant en détail chaque espèce, son champ d'application et les caractéristiques de conception.

échangeurs de chaleur spiralés

Le dispositif est constitué d'une paire de canaux en spirale. Habituellement, ils sont enroulés autour de la chicane centrale. Pour cela, ils sont fabriqués à partir du matériau en bande. Il convient de noter que les échangeurs de chaleur spiralés sont bien adaptés pour le chauffage et les fluides de refroidissement ayant un haut coefficient de viscosité.

D'une grande surface de chauffe est formée à partir de deux feuilles de métal qui sont jointes par une soudure aux noyaux. Unité se compose de seulement deux canaux, section transversale généralement rectangulaire formée dans la forme d'une spirale. L'extrémité de la spirale (interne) présente une paroi de séparation et fixée au moyen de broches. Les échangeurs de chaleur peuvent produire à la fois verticale et horizontale. S'il est impossible d'établir un type en raison du manque d'espace ou de l'espace de configuration complexe, puis le second est utilisé, un plus préféré. Il est également intéressant que le consommateur peut choisir un des échangeurs de chaleur en spirale avec une spirale de largeurs différentes, de 20 à 150 centimètres. Dans ce cas, la surface de chauffage peut varier de 3,2 à 100 mètres carrés avec une pression de système maximale de 1 MPa.

Il convient de noter que l'équipement de transfert de chaleur a un certain nombre d'avantages significatifs. Tout d'abord, ce qui a réduit la résistance à l'écoulement. En second lieu, la compacité et une grande efficacité, et l'intensité de la chaleur. Mais tout cela a contribué au fait qu'il y avait des failles dans la forme de construction complexe et réparation.

Sur les échangeurs de chaleur à plaques

Actuellement fabriqué séparables et échangeurs de chaleur non-plaque. Bien entendu, le premier type est plus préférable en raison d'une variété de raisons. Tout d'abord, il est facile d'entretien. Un tel équipement est très rapidement monté et démonté, de sorte que tout échec est éliminé en peu de temps. modèles étanches ne sont généralement pas réparés, et si cela est fait, alors beaucoup plus.

En fait, son nom l'indique que l'équipement est constitué d'un empilement de plaques préfabriquées. Ils peuvent être faits de divers matériaux tels que le cuivre, le titane, le graphite, et ainsi de suite. N. presque toujours pour améliorer les propriétés opérationnelles des plaques ondulées sont faites. Les échangeurs de chaleur à plaques flux de couches d'écoulement de fluide de refroidissement froid et à chaud.

En soi, l'équipement est bon en ce sens qu'il a une disposition compétente. Il est possible d'augmenter la surface d'échange thermique, et tout se réunit dans une taille relativement petite. Dans tous les cas, avant l'achat est effectué le calcul des échangeurs de chaleur, ce qui vous permet d'obtenir des données sur la façon dont le dispositif de puissance est nécessaire dans un cas particulier. Il faut comprendre que toutes les plaques qui sont serrées dans le paquet en raison des canaux mêmes forme de forme entre eux. Grâce à eux, les flux de liquide. Et maintenant, nous allons voir quelques détails intéressants qui se rapportent à l'équipement.

L'utilisation de joints

Comme noté ci-dessus, l'élément principal des plaques d'échange de chaleur sont utilisés. Ils sont fabriqués avec estampage à froid. A cet effet, des alliages résistants à la corrosion qui peuvent améliorer de manière significative la durabilité et l'efficacité de l'unité. L'épaisseur des plaques en fonction de modèles peut varier de 0,4 à 1,0 mm. En position de travail, les plaques sont fermement pressées les unes aux autres. Cela produit un petit canaux fendus. Sur le côté avant, il y a une rainure spéciale dans le joint en caoutchouc (joint) à régler. En outre, il y a des trous dans les blocs, qui sont nécessaires pour la fourniture et le retrait de fluide. Dans le cas où l'une des ouvertures percées prévu un système de rainures de drainage, ce qui élimine le mélange des milieux chauds et froids.

En créant un contre-courant entre les deux environnements a été réalisé non seulement d'améliorer le réglage de la température, mais aussi plus rapide transfert de chaleur à résistance hydraulique relativement faible. Ne soyez pas inutile de dire que le principe de fonctionnement est basé sur le compteur, à savoir, le mouvement du chauffage et le fluide de chauffage dans des directions différentes. Afin d'exclure le mélange fixé à double joint en caoutchouc ou d'une plaque métallique. Le nombre de plaques et les canaux peuvent varier en fonction des besoins opérationnels de l'équipement. Avant de créer la conception thermique tenue des échangeurs de chaleur, ce qui permet de déterminer le mode de fonctionnement optimal. Parfois, utiliser des alliages coûteux qui ne craignent pas l'utilisation à long terme dans des environnements difficiles.

échangeurs de chaleur à plaques à ailettes

ORT est utilisé pour transférer de la chaleur sur le support non-corrosif et gazeux dans un large intervalle de température, de -270 à 200 degrés Celsius. La pression dans le système peut atteindre 100 atmosphères et de commencer avec un aspirateur. La conception est l'idée d'appliquer une surface à nervures sur les deux côtés de la plaque. Le dispositif se compose de plusieurs nervures, et à travers laquelle le transfert de chaleur est effectué entre le support. Il convient de noter qu'il est échangeur de chaleur à ailettes de plaque présente une grande variété de formes de côtes. Cela vous permet de modifier le nombre de caractéristiques techniques et opérationnelles. Le plus souvent, vous pouvez voir un bords continus et ondulés. Mais à part cela, il y a aussi plus exotiques, comme perforé et squameuse. En tant que matériau couramment utilisé pour la tôle. Leur épaisseur est régulée en fonction de la pression dans le système et le fluide utilisé.

Souvent , ces types d'échangeurs de chaleur fabriqués avec différents types de trafic flux. Le compteur le plus couramment utilisé, mais aussi tenir schéma uniFLOW et croix. Si, cependant, un bref exposé sur les points forts de ces équipements, le nombre d'entre eux. Tout d'abord, ses caractéristiques de performance, telles que la chaleur intense et rapide. En second lieu, il est de petite taille. Aujourd'hui, beaucoup de gens disent que c'est des échangeurs de chaleur à ailettes sont les plus parfaits. Le ORT le plus couramment utilisé dans des secteurs tels que l'énergie, le raffinage du pétrole, les industries chimiques et de l'aviation. Tout cela est dû à un grand nombre d'avantages, ainsi qu'une large gamme de fluide et de pression dans le système.

conception et caractéristiques échangeur de chaleur Shell et le tube

type de surface de l'équipement de transfert de chaleur, que nous avons déjà discuté, n'est pas aussi populaire comme unités shell et tubes. Ce sont les dispositifs qui sont mentionnés au début, dans la version la plus simple – un système « tuyau dans le tuyau ». Les tubes échangeurs de chaleur de ce type est un système (faisceau) qui sont placés dans le boîtier. Tube Zavaltsovyvayut et soudé au corps du produit. Dans certains cas, échaudage supplémentaires. Ceci est d'assurer une étanchéité à 100%. Le boîtier est muni de buses supplémentaires. Certains ont besoin de fournir de la vapeur, d'autres – pour éliminer les condensats. En outre, dans le cas où il y a des contre-réseau, qui sont utilisées pour supporter les tubes d'échange de chaleur sur toute la longueur de l'unité. Fait intéressant, les échangeurs de chaleur multitubulaires sont utilisés à des températures de 190 ° C ou une pression de vapeur saturée supérieure à 15 bar.

Tout système, ce qui implique le déplacement de fluide peut être exposé coups de bélier. Ce phénomène capable de retirer partiellement ou complètement l'équipement hors service. Pour éviter cela, utiliser différents types d'éléments de stockage, le vase d'expansion que l'on appelle. Mais dans notre cas, il est pas nécessaire, parce que la coque et les échangeurs de chaleur à tubes à leur très stable. En outre, ne pas mettre en avant des exigences strictes pour la pureté de l'environnement. Un inconvénient important de cet équipement est que tous les types d'échangeurs de chaleur de ce type sont très métal à forte intensité, ce qui affecte le coût final et la taille.

Les échangeurs de chaleur pour les équipements de gaz

Il est pas un secret que la chaudière à combustible ou de gaz solide est l'échangeur de chaleur dans sa conception, ils sont également appelés appareils de chauffage. Les principaux types que nous avons discuté avec vous. Comme vous avez pu le constater, certains types sont utilisés dans diverses industries. Certains appareils ont trouvé une utilisation plus large, d'autres sont utilisés dans les industries et ne correspondent pas à l'autre. Dans notre cas, il y a l'utilisation d'échangeurs de chaleur tubulaires et plaque. Dans le premier cas, nous avons affaire à un système de tubes dans la seconde – les plaques. En principe, quel que soit le type d'échangeur de chaleur pour une colonne de gaz doit répondre à plusieurs exigences. Tout d'abord, un coefficient de transfert de chaleur, et d'autre part, pour être durable et résistant à des températures élevées. Les matériaux les plus populaires sont le cuivre, l'aluminium et l'acier. Cette dernière option est moins préférable, car un tel métal a un poids important, ce qui réduit l'efficacité. Dans tous les cas d'un échangeur de chaleur destiné à une colonne de gaz doit être d'au moins 5 ans.

conclusion

Nous avons donc passé en revue avec vous les principaux types d'échangeurs de chaleur. Sans attention étaient des espèces telles que kozhuhoplastinchatye. En principe, ils ne diffèrent pas significativement de la plaque classique ou ailetés. Mais souvent possible de trouver le four pour le bain avec l'échangeur de chaleur ayant un boîtier. Cependant, la principale caractéristique est que l'équipement résiste à des températures et des pressions élevées de travail. Dans lequel le boîtier peut être constitué de matériaux tels que le titane, l'acier inoxydable ou en acier au carbone. Il est intéressant de noter que le four pour un bain avec un échangeur de chaleur kozhuhoplastinchatym bien régulé par une paire ou condensat, ce qui est sans aucun doute un avantage significatif. En principe, il est possible de terminer l'histoire, parce que maintenant vous savez sur les échangeurs de chaleur est tout ce que vous avez besoin.