1 Общая часть

1.1 Устройство и работа рекуперативных теплообменных аппаратов.

Теплообменный аппарат- устройство, в котором осуществляется теплообмен между двумя теплоносителями, имеющими различные температуры

В зависимости от способа передачи тепла различают две основные группы теплообменников:

1) Поверхностные теплообменники, в которых перенос тепла между обменивающимися теплом средами происходит через разделяющую их поверхность теплообмена – глухую стенку.

2) Теплообменники смешения, в которых тепло передаётся от одной среды к другой при их непосредственном контакте.

Обе группы образуют рекуперативные аппараты

Рекуперативные теплообменные аппараты - это устройства, в которых две жидкости с различными температурами текут в определенном пространстве, разделенном твердой стенкой. Такая конструкция позволяет осуществлять теплообмен за счет теплопроводности и конвенции стенки, а если одна из жидкостей является излучающим газом, то теплообмен также происходит и за счет теплового излучения.

Рекуперативные теплообменные аппараты делятся на: противоточные, прямоточные, аппараты перекрестного и смешанного тока. Часто под рекуперативным теплообменником ошибочно понимается отдельный тип - рекуперативный противоточный теплообменник. В таких теплообменниках вместо уравнивания температурных потенциалов происходит их обмен. При этом потери могут составлять до 30 %.

В свою очередь рекуперативные теплообменники воздухоразделительных установок могут быть разделены на три основные группы, в зависимости от конструктивных особенностей: теплообменники с витыми трубами, прямотрубные теплообменники и пластинчатые модели.

По характеру теплообмена данные аппараты разделяются на поверхностные и смесительные. В поверхностных моделях имеется поверхность нагрева, через которую и передается тепло от одного теплоносителя к другому. Наибольшее распространение сегодня получили именно поверхностные рекуперативные теплообменные аппараты (рекуператоры). В рекуператорах в качестве греющего и нагреваемого теплоносителя используются: капельные жидкости, газы, пар.

Практически во всех рекуперативных аппаратах осуществляется непрерывная передача тепла от одного теплоносителя к другому через стенку. Данные аппараты, зачастую, относятся к аппаратам непрерывного действия. Рекуперативные аппараты, в которых характер нагрева и охлаждения имеет определенную периодичность, называются аппаратами периодического действия. Промышленные рекуперативные теплообменники делятся на: элементные (секционные), кожухотрубные, витые, двухтрубные,

погруженные, спиральные, ребристые, оросительные, пластинчатые, графитовые и пластинчато-ребристые теплообменники.

Игольчатый рекуператор:

Для утилизации теплоты дымовых газов с температурой 800 С - 900 С часто используются игольчатые рекуператоры, которые собирают из отдельных труб с имеющимися на них иглами. Иглы увеличивают действительную поверхность нагрева, турбулизируют поток газов, что приводит к существенному увеличению интенсивности теплопередачи и уменьшает габариты теплообменника. Игольчатый рекуператор собирают из отдельных труб с фланцами, соединяемых при помощи болтов. Число ходов рекуператора зависит от температуры подогрева нагреваемого теплоносителя (воздуха). Чаще всего применяют двухходовые рекуператоры с подогревом воздуха до 300 С - 400 С при температуре дымовых газов 900 . Скорости движения дымовых газов и воздуха принимаются: для металлических рекуператоров скорость движения дымовых газов 3-5м/с, скорость воздуха 7-10м/с, для керамических рекуператоров из-за низкой газоплотности скорость газов 0,8-1м/с, для игольчатых скорость дымовых газов 5-14м/с, скорость воздуха 6-10м/с, что диктуется гидравлическими сопротивлениями по газовой и воздушной стороне теплообменников.