Изчисляване на топлообменника. Видове и принцип на работа на топлообменниците

Основната цел на топлообменника е прехвърлянето на топлина към студения обект от охлаждащата течност. Последното е вещество с висока температура. Неговият пример може да бъде:

• двойки;
• течност;
• газ.

Днес в магазините можете да намерите широка гама топлообменници. Те се различават по своите характеристики, а именно:

• външен вид;
• принцип на действие;
• температурна разлика.

Този списък не е пълен.

Описание на принципа на действие

Преди да закупите топлообменник, трябва да се има предвид принципът на работа на това устройство. Тя може да се основава на един от трите процеса:

• топлопроводимост;
• топлинно излъчване;
• конвекция.

Устройствата могат да се разделят според метода на подаване на топлина към студения обект. По този начин, методите могат да бъдат смесване и топлообмен. По принцип, тяхната работа, формата и устройството са основната разлика. Най-успешният вариант на принципа на функциониране е характерен за повърхностните агрегати. Те са сред общите. Вътре тези устройства са чувствителни елементи, които се нагряват и пренасят топлина към студен обект.

Ако погледнем по-близо към смесителната единица, тогава можем да кажем за това, че съчетава взаимодействието на течност и въздух, осигурявайки висока ефективност. Тези устройства са лесни за производство и ви позволяват да постигнете желания резултат за кратко време. Това е така, защото само чрез смесване на две медии могат да се постигнат такива резултати.

Отчитайки принципа на работа на топлообменниците, може да се отбележи, че тези устройства имат възли, които работят по определен принцип. Те могат да бъдат разделени на регенеративни и рекуперативни. В последния случай се използват различни течности, които взаимодействат с помощта на разделителна стена. При обмен на температури, потокът остава същият и не се променя и при двата варианта.

В рекуперативните топлообменници има работен елемент, който също действа като източник на доставяна топлина, както и зарядно устройство. Елементът се нагрява при контакт с течности и дава необходимата топлина на пространството. В този случай топлинният поток може да промени посоката си.

Повече за принципа на работа на пластинковото устройство за топлообмен

Плочният топлообменник има съответни елементи, които се монтират със завъртане 180 °. Четири елемента са сглобени в един пакет, което ви позволява да създадете две колекторни вериги за подаване и разреждане. Два екстремни елемента в процеса няма да участват.

Производителите предлагат за продажба два вида оформление: еднопосочно и многопосочно. В първия случай, охлаждащата течност се разделя на паралелни потоци, които преминават през каналите и завършват в изхода за изтегляне. Многопроходното устройство има сложна схема, тъй като топлообменникът се движи по същия брой канали. Това се постига благодарение на монтирането на допълнителни плочи, които осигуряват наличието на глухи пристанища. Поддържането на многопортови пластинчати топлообменници е много по-трудно.

Основни типове устройства

Топлообменникът е представен за продажба в много разновидности, сред които трябва да се подчертае:

• потапяне;
• елементарна;
• графит;
• двойна тръба;
• плака;
• усукани;
• спирала;
• Shell и тръба.

Потапящият се топлообменник има чувствителен елемент във формата на цилиндрична бобина, разположена в съда. Последният е пълен с течност. Този дизайн позволява да се намали времето за подаване на топлина от устройството. Потопяемото устройство е едно от най-добрите по ефективност. Използва се на места, където условията предполагат вероятност за кипене.

Ламелна единица и нейното описание

Плоският топлообменник има много предимства, а именно:

• лесно почистване;
• лекота на сглобяване;
• минимално хидравлично съпротивление.

Тези устройства имат крайни камери, които са свързани чрез монтажни болтове. Дизайнът има работна плоча и рамки. Плочите се разделят с гумени подложки. И самите елементи са изработени от специална стомана. Технологията на монтиране на плочи включва монтирането на гумено уплътнение без лепилен състав, което осигурява плътно прилепване на отделните части един към друг. Работната среда може да се доставя по един от следните три начина:

• смесена;
• еднократно преминаване;
• противоток.

Елементарни и усукани топлообменници. Описание на устройството

Elemental топлообменник ви позволява да свържете части от системата в една структура. Принципът на действие на такива устройства е подобен на този на корпуса и тръбата. Работната среда се доставя противоположно, а устройството комбинира малък брой тръби. Като се имат предвид видовете топлообменници, трябва да се обърне внимание на усуканата версия, която има чувствителен елемент под формата на концентрична бобина, която се фиксира със специални глави, което осигурява защита от корпуса. Това устройство използва верига с две течности, едната от които запълва тръбите, а другата е в пространството между тях. Тези уреди вършат отлична работа с капки налягане и имат отлична износоустойчивост.

Графитни и спирални топлообменници

Сред видовете топлообменници може да се различи разнообразието от графит, което има устройство, което осигурява защита срещу корозия. Тези устройства работят добре, а блокът се състои от блокове, които имат формата на цилиндър и правоъгълник. Работният флуид се движи в кръстосан вид. Топлообменникът се състои от:

• покрие;
• решетка;
• тръба;
• метален корпус.

Топлообменникът може да бъде спирален, неговият принцип на действие се изразява в използването на метални листове. Те са усукани в спирала и фиксирани върху механизъм, наречен ролка. За правилната работа е важно да се запечата топлообменника, което се постига чрез заваряване на отделни части или поставяне на уплътнение.

Инструментите са трудни за производство, ремонт и поддръжка. Устройството не трябва да се използва в система, при която налягането надвишава 10 kgf / cm ² , което не е недостатък. Този минус се изравнява с компактни размери на устройството, ниско тегло и висока ефективност.

Повече за принципа на работа на черупковата тръба

На това име е даден топлообменникът с черупка и тръба, тъй като тънките тръби, по които се движат охлаждащите средства, са разположени в централната част на основната обвивка. Броят на тръбите в средата ще определи колко бързо се движи веществото. От това, от своя страна, зависи от коефициента на пренос на топлина.

Топлообменник от черупка и тръба Изработена е от високоякостни и легирани стомани. Те се използват, защото устройството работи в агресивна среда, която насърчава развитието на корозия. Топлообменникът може да се класифицира в няколко разновидности, сред които трябва да се подчертае:

• с плаваща глава;
• с неподвижни тръби;
• с температурен компенсатор;
• под формата на обвивка с U-образни тръби.

Описание на топлообменника Pahlen MAXI-FLO

Това устройство е топлообменник за басейна, цената на който е 18,245 рубли. Захранващото устройство е 40 kW. Уредът е вертикален, като неръждаема стомана се използва като материал за корпуса. Двутръбното водно устройство е предназначено за загряване на вода. Топлоносителят е гореща вода от котела.

При изграждането на открит басейн, този уред е особено подходящ. Топлообменникът за басейна има първи контур във формата на тръби, инсталиран е вертикално. Температурната разлика в веригите достига 60 ° С. В първи контур, максималното налягане може да бъде 10 бара, а във вторичното - същото. Може да се интересувате от хидравличното съпротивление на първи контур, в случая 0.05 м. Във вторичната верига хидравличното съпротивление е 0.8 м.

Извършване на изчисления

Преди да изберете топлообменник вода / вода, изчисляването на мощността на това устройство трябва да се извърши еднозначно. Като цяло, когато избирате, трябва да обърнете внимание на вида на конструкцията и качеството на устройството. Изчисляването на мощността се извършва по следната формула: P = 1.16 x /T / (tx V). В него необходимата мощност се обозначава с буквата R. Специално избрана константа тук е равна на 1.16. Температурната разлика е ∆Т. Обемът е V, а времето е t. Така, когато се изчислява мощността на топлообменника, трябва да се разбере, че ефективността на устройството ще зависи от потока на работната среда по двете вериги.

Дизайнът влияе върху количеството нагрята среда. Колкото по-голям е нейният обем, толкова по-големи ще бъдат плочите и дюзите. Много често се извършва и определяне на отоплителните повърхности. Те се обозначават с буквата F. Тази стойност може да се намери по формулата: Q / (K *? Tcp), в която Q е топлинната мощност и коефициентът на топлопреминаване е K.

Когато правите изчисления на топлообменника, трябва да помните, че формулата предвижда наличието на средна температура на главата между охлаждащите течности, тази стойност е изразена в? TCP. Задачата е да се намерят трите променливи. Използвайки уравнението на топлинния баланс, можете да намерите топлинната мощност: Q = G * c * (T2-T1).

Топлинна мощност на водата при определена температура - това е с. Скоростта на потока се обозначава с буквата G. При извършване на изчисления на топлообменника, трябва да знаете, че температурата на входа и изхода е означена в градуси и във формулата изглежда като T1i и T2. За да бъде по-точно изчислението, към тази формула е необходимо да се добави коефициент на ефективност. За да се определи стойността на? Tcp, трябва да използвате следната формула: Tcp = (? Tb? Tm) / (? Tb /? Tm). В него най-малките и най-големите температурни разлики се обозначават с Tb и Tm.

Метод на изчисление

Можете да намерите коефициента на топлопреминаване в референтните материали или да го изчислите с помощта на формулата: k = 1 / (1 /? 1 +? St /? St + 1 /? 2). В него? 1 и? 2 - коефициентите на топлопреминаване от приемните и изпращащите вериги. Дебелина на стената тръби - Чл. фактор топлинна проводимост на материала тръби - Чл. Ако направите изчисление на топлообменника, или по-скоро на действителния капацитет, както и на района, можете да прецените правилния избор на устройството. Ако тези стойности не съвпадат, това показва увеличение на вероятността от образуване на отлагания по стените на тръбите. Най-малкото те могат да бъдат включени. По-добре е да се използват специални програми за изчисляване на топлообменника, но е важно да се знае кои са методите и формулите.

заключение

Много често собствениците на жилища чуват за това важно устройство, което играе една от основните функции в отоплителната система. Ако става въпрос за автономна верига, където се използват отоплителни котли, този проблем става още по-актуален. В тях охлаждащата течност се нагрява вътре в топлообменника. Това са кухи устройства, където водата тече. Съвременните производители предлагат подобни устройства в широк диапазон, те са изработени от различни метали.