11.Типовые процессы в технологии, классиф признаки, общая характ тепловых процессов, теплообмен, осн типы теплообменников,, области использования

Теплообмен

самопроизвольный необратимый процесс переноса теплоты в пространстве, обусловленный неоднородным полем температуры. В общем случае перенос теплоты может также вызываться неоднородностью полей других физически величин, например разностью концентраций (диффузионный термоэффект). Различают 3 вида Т.: Теплопроводность, Конвекция и Лучистый теплообмен (на практике Т. обычно осуществляется всеми 3 видами сразу). Т. определяет или сопровождает многие процессы в природе (например, ход эволюции звёзд и планет, метеорологические процессы на поверхности Земли и т. д.). в технике и в быту. Во многих случаях, например при исследовании процессов сушки, испарительного охлаждения, диффузии, Т. рассматривается совместно с Массообменом. Т. между двумя теплоносителями через разделяющую их твёрдую стенку или через поверхность раздела между ними называется теплопередачей Теплообменники, в широком смысле, устройства, обеспечивающие теплопередачу от нагретого носителя к носителю с меньшей температурой.

Видов теплообменных аппаратов существует великое множество. Допустим, в поверхностных теплообменниках нагреваемая среда и сам теплоноситель разделены весьма тонкой стенкой. Примером может служить автомобильный радиатор, в котором вода системы охлаждения двигателя и холодный атмосферный воздух разделены по разные стороны стенок решетки из тонких медных или латунных радиаторных трубок. Потоки греющего и нагреваемого веществ приводятся в прямой контакт друг с другом в смесительных теплообменниках. Тут в качестве примера можно использовать струйный конденсатор, в котором для конденсации водяного пара используется разбрызгиваемая вода. В жаротрубных теплообменных аппаратах после сгорания топлива появляется поток горячих газов. Типичный пример - в паровых и бытовых котлах водяного отопления с топочным устройством.

Существует также классификация теплообменников, основанная на различиях их конструкций. Весьма распространен теплообменные устройства кожухотрубного типа. Не менее популярны теплообменники с развитой поверхностью: пластинчатые или ребристые. Площадь поверхности теплообмена здесь значительно увеличивается за счет применения поперечных ребер. Тем не менее, поверхность ребер менее эффективна относительно теплопередачи, нежели собственная поверхность труб. Но грамотно спроектированный ребристый теплообменный аппарат более компактен, чем такой же аппарат без поперечных ребер. Таким образом, он имеет более высокую интенсивность теплопередачи, приходящуюся на единицу объема.

В зависимости от предназначения, выделяются виды теплообменников: кожухотрубные теплообменники ( их основными элементами являются пучки труб, собранные в трубные решетки и помещенные в корпус, патрубки и концы труб крепятся в трубных решетках развальцовкой, сваркой, пайкой), пластинчатые теплообменники (состоят из отдельных пластин, разграниченных резиновыми прокладками, двух концевых камер, рамы и крепежных болтов), витые (поверхность нагрева комплектуется из ряда концентрических змеевиков, заключенных в кожух и закрепленных в определенных головках, теплоносители передвигаются по трубному и межтрубному пространствам), спиральные (поверхность нагрева образуется двумя тонкими металлическими листами, приваренными к разделителю (керну) и свернутыми в виде спирали), воздушные, водяные теплообменники, производятся даже бассейн-теплообменники.