Потребители и источники производства теплоты
При конструировании и эксплуатации теплоэнергетических установок возникает необходимость конструирования нового или выбора и расчета стандартного теплообменного оборудования, предназначенного для работы в составе самой установки, либо для вспомогательных целей.
В соответствии с содержанием задачи, которая должна быть решена, целесообразно использование того, или иного вида теплообменной аппаратуры.
Для обоснования подобного выбора, как в процессе курсового проектирования, так и при выполнении дипломных проектов возникает необходимость разработать не только схематические, но и конструктивные элементы систем и установок, включающих стандартную теплообменную аппаратуру.
Поэтому в данной разработке приведены примеры конструкций современных рекуперативных теплообменников, с указанием их геометрических характеристик и других, необходимых при конструировании и расчете технических данных. Подобные сведения также необходимы и при расчете и конструировании новой теплообменной аппаратуры, для того чтобы сравнить разрабатываемые конструктивные решения теплообменников с уже известными.
КЛАССИФИКАЦИЯ РЕКУПЕРАТИВНЫХ ТЕПЛООБМЕННИКОВ
Теплообменным аппаратом (теплообменником) принято называть устройство для передачи теплоты от одного теплоносителя к другому. Теплообменные аппараты, применяемые на промышленных предприятиях, могут или непосредственно входить в состав технологического оборудования, или служить для вспомогательных целей, например, для подвода теплоты к теплоносителю вне теплоиспользующей установки, или для использования вторичной теплоты отработавших теплоносителей.
По цикличности работы теплообменные аппараты подразделяют на теплообменники непрерывного и периодического действия.
Для теплообменников непрерывного действия главным является установившийся режим их работы. В этом режиме остаются неизменными по времени расходы обоих
теплоносителей, проходящих через теплообменник, а также их начальная и конечная температура.
Для теплообменных аппаратов периодического действия основным является неустановившийся режим. В этом режиме происходит изменение по времени начальной и конечной температуры одного или обоих теплоносителей. Возможно также изменение их расходов.
Рекуперативными (рекуператорами) называют аппараты, в которых передача теплоты от одного теплоносителя к другому происходит через разделяющую их стенку. Процесс теплопередачи при этом складывается из теплоотдачи от греющего теплоносителя к стенке, теплопроводности и теплоотдачи от стенки к нагреваемому теплоносителю. Прямой контакт между теплоносителями отсутствует.
Одним из наиболее важных этапов проектирования теплоэнергетических установок является выбор типа и типоразмера теплообменных аппаратов, входящих в состав установки.
Конструктору на самой ранней стадии проектирования следует проанализировать существующие типовые конструкции и выбрать наиболее приемлемую. Если окончательное решение не может быть принято сразу, то на первой стадии проектирования оправдано рассмотрение нескольких более или менее подходящих типов теплообменников. В связи с этим кратко рассмотрим классификацию и наиболее распространенные конструкции стандартных рекуперативных теплообменников.
В зависимости от формы поверхности теплообмена, рекуперативные теплообменники могут быть подразделены на аппараты с поверхностью теплообмена из труб и аппараты с поверхностью теплообмена из листа. Теплообменные аппараты с поверхностью теплообмена из труб, как правило, позволяют допустить значительную разность давлений теплоносителей. Теплообменники с поверхностью теплообмена из листа в ряде случаев более компактны.
Вначале проанализируем основные варианты теплообменников с поверхностью теплообмена из труб.
