Наиболее распространенные виды теплообменников

Самыми востребованными теплообменниками являются те, чей принцип действия основан на принципе рекуперации. Он заключается в том, что теплоносители взаимодействуют между собой через перегородку, которая служит теплообменной (рабочей) поверхностью. С одной стороны к ней подается более нагретое вещество, с другой - более холодное. В таких устройствах теплообменные процессы протекают непрерывно в стационарном режиме.

Теплообменные агрегаты, работающие по принципу рекуперации, в которых теплоносители протекают параллельно друг другу в одном направлении, называют прямоточными. Другой вид рекуперативных теплообменников предусматривает движение рабочих веществ в перекрещивающихся направлениях, причем такое перекрещивание может происходить многократно. Существуют рекуперативные агрегаты и с более сложным устройством.

Основными конструкциями теплообменников, в которых практически применен рекуперативный принцип работы, являются кожухотрубные и пластинчатые теплообменные устройства. Несколько реже встречаются такие агрегаты, конструкция которых предполагает наличие вращающейся трубы, что позволяет значительно увеличить интенсивность прохождения теплообменных процессов и их эффективность.

Данные агрегаты, в зависимости от предназначения, имеют свои оригинальные названия. Так, теплообменники, рассеивающие тепло нагретого теплоносителя во внешнее пространство, именуются радиаторами, а те, которые утилизируют тепло в установках газотурбинного типа – регенераторами.

Регенеративный тип

В таком агрегате горячий и холодный теплоноситель подаются к рабочей поверхности попеременно. Когда с ней контактирует разогретое вещество, она прогревается и отдает тепло тогда, когда подается холодный агент. При этом необходимо понимать, что для эффективной работы регенеративного теплообменника его рабочая поверхность должна обладать высокой теплоемкостью.

Устройства, работающие по регенеративному принципу, используются там, где теплообменные процессы протекают в нестационарном режиме. Обычно его конструкция предусматривает две параллельно функционирующие секции для того, чтобы периоды нагрева и охлаждения имели одинаковую продолжительность.

Полости подобных агрегатов обычно заполняются различными насадками, изготовленными из различных материалов (металла, кирпича и т.д.).

Принцип смешивания

Третий тип теплообменных агрегатов – смесительные – предполагает в процессе эксплуатации перемешивание рабочих сред между собой. Естественно, что при этом они вступают в непосредственное соприкосновение друг с другом. Обычно тепловые агрегаты данного типа работают в стационарном режиме, для них также характерно наличие испарительных процессов.

Особенностью применения смесительных теплообменников является то, что они наиболее часто применяются там, где имеется возможность легкого разделения рабочих сред (к примеру, пара «вода – воздух»). В протекании теплообменных процессов в данном агрегате наибольшее значение имеет величина поверхности теплообмена, поэтому с целью ее увеличения во время движения контактирующих теплоносителей применяются различные насадки из кусков кокса, керамики, на поверхности которых образуется пленка. Она является дополнительной, а при некоторых условиях и основной поверхностью теплообмена.