Споживачі та джерела виробництва теплоти
При конструюванні та експлуатації теплоенергетичних установок виникає необхідність конструювання нового або вибору та розрахунку стандартного теплообмінного обладнання, призначеного для роботи у складі самої установки, або для допоміжних цілей.
Відповідно до змісту задачі, яка має бути вирішена, доцільне використання того чи іншого виду теплообмінної апаратури.
Для обґрунтування подібного вибору, як у процесі курсового проектування, так і при виконанні дипломних проектів, виникає необхідність розробити не тільки схематичні, а й конструктивні елементи систем та установок, що включають стандартну теплообмінну апаратуру.
Тому в даній розробці наведено приклади конструкцій сучасних рекуперативних теплообмінників, із зазначенням їх геометричних характеристик та інших, необхідних для конструювання та розрахунку технічних даних. Подібні відомості також необхідні і при розрахунку та конструюванні нової теплообмінної апаратури, для того щоб порівняти розроблювані конструктивні рішення теплообмінників з уже відомими.
КЛАСИФІКАЦІЯ РЕКУПЕРАТИВНИХ ТЕПЛООБМІННИКІВ
Теплообмінним апаратом (теплообмінником) прийнято називати пристрій передачі теплоти від одного теплоносія до іншого. Теплообмінні апарати, що застосовуються на промислових підприємствах, можуть або безпосередньо входити до складу технологічного обладнання, або служити для допоміжних цілей, наприклад, для підведення теплоти до теплоносія поза установкою, що тепловикористовується, або для використання вторинної теплоти відпрацьованих теплоносіїв.
По циклічності роботи теплообмінні апарати поділяють на теплообмінники безперервної та періодичної дії.
Для теплообмінників безперервної дії головним є режим їх роботи. У цьому режимі залишаються незмінними за часом витрати обох
теплоносіїв, що проходять через теплообмінник, а також їх початкова та кінцева температура.
Для теплообмінних апаратів періодичної дії основним є режим, що не встановився. У цьому режимі відбувається зміна за часом початкової та кінцевої температури одного або обох теплоносіїв. Можлива також зміна їх витрат.
Рекуперативними (рекуператорами) називають апарати, в яких передача теплоти від одного теплоносія до іншого відбувається через стінку, що розділяє їх. Процес теплопередачі при цьому складається з тепловіддачі від теплоносія, що гріє до стінки, теплопровідності і тепловіддачі від стінки до теплоносія, що нагрівається. Прямого контакту між теплоносіями немає.
Одним з найважливіших етапів проектування теплоенергетичних установок є вибір типу та типорозміру теплообмінних апаратів, що входять до складу установки.
Конструктору на ранній стадії проектування слід проаналізувати існуючі типові конструкції і вибрати найбільш прийнятну. Якщо остаточне рішення може бути прийнято відразу, то першої стадії проектування виправдано розгляд кількох більш-менш відповідних типів теплообмінників. У зв’язку з цим коротко розглянемо класифікацію та найпоширеніші конструкції стандартних рекуперативних теплообмінників.
Залежно від форми поверхні теплообміну, рекуперативні теплообмінники можуть бути поділені на апарати з поверхнею теплообміну з труб та апарати з поверхнею теплообміну з листа. Теплообмінні апарати з поверхнею теплообміну з труб зазвичай дозволяють допустити значну різницю тисків теплоносіїв. Теплообмінники з поверхнею теплообміну з листа в ряді випадків компактніші.
Спочатку проаналізуємо основні варіанти теплообмінників із поверхнею теплообміну із труб.