B. Противоток

Классификация ТОА по схеме движения теплоносителей.

Классификация ТОА по различным признакам.

Классификация тепломассобменных процессов и аппаратов (ТОА).

Лекция 1.

Теплообменными аппаратами называются устройства, в которых осущест­вляется процесс передачи теплоты от одного теплоносителя к другому или от одних теплоносителей к другим.

ТОА обеспечивают передачу теплоты между двумя или большим числом потоков теплоносителей, проходящих через аппарат.

I. По принципу взаимодействия теплоносителей различают системы ТОА

1.1. жидкость - жидкость	1.3. газ - жидкость	1.5. пар - газ
1.2. пар - жидкость	1.4. пар - пар	1.6. газ - газ

II. Классификация п о конструктивным признакам (рекуперативные теплообменники)

2.1. змеевиковые	2.3. труба в трубе	2.5. спи­ральные	2.7. специальные
2.2. оросительные	2.4. кожухо-трубчатые	2.6. пластинчатые

III. Классификация п о принципу действия

3.1. рекуперативные ТОА

3.2. регенеративные ТОА,

3.3. смесительныеТОА

IV. Теплообменники с внутренними источниками энергии занимают особое место:

4.1. электронагреватели

4.2. реакторы

4.3. и др

V. Классификация ТОА по варианту схемы движения теплоносителей

5.1. прямоточные ТОА

5.2. противоточные ТОА (параллельное однонаправленное движение)

5.3. ТОА с перекрестным или смешанным движением теплоносителей (током)

VI. Классификация ТОА по наличию фазового перехода теплоносителя

6.1. ТОА без фазового перехода теплоносителя (Сполдинг)

6.2. бойлеры, испарители (жидкость в пар) например, подогреватель сетевой воды

5.3. конденсаторы (пар в жидкость)

VII. Классификация теплоиспользующих установок по назначению:

7.1. выпарные и кристаллизационные	7.3. перегонные	7.5. адсорбционные	7.7. опреснительные
7.2. сушильные	7.4. ректификационные	7.6. дистиляционные	7.8. холодильные

3.1. Рекуперативными называются теплообменники, в которых горячая и холод­ная среды обтекают стенку с двух сторон и обмениваются при этом теплотой (котлы, подогреватели, испарители, конденсаторы и др.). Процесс теплопередачи при этом протекает непрерывно и имеет обычно стационарный характер.

3.2. Регенеративными называются теплообменники, в которых одна и та же поверхность нагрева через определенные промежутки времени омывается то горячим, то холодным теплоносителем. В период контакта стенки с горячим теплоносителем стенка нагревается, а в период подачи холодной среды охлаж­дается, нагревая среду за счет аккумулированной теплоты. К таким аппаратам относятся воздухоподогреватели газотурбинных установок, мартеновских и доменных печей.

3.3. Смесительные теплообменники предназначены для осуществления тепло- и массообменных процессов при непосредственном соприкосновении теплоносителей.

Смесительные теплообменники:

3.3.1. оросительные полые аппараты,

3.3.2. насадочные аппараты и

3.3.3. барботажные аппараты.

Наибольшее применение в промышленности находят рекуперативные теплообменники, которые по взаимному направлению движения теплоносителей разделяют на прямоточные теплообменники, противоточные теплообменники и теплообменники с перекрестным или смешанным током.

Сполдингу часть 1, Раздел1.1, п.1.1.2.: А) введение, В) Противоток, С) Прямоток, D) Перекрестный ток, E) Перекрестный ток с противотоком, F) Многоходовое течение, G) Общий случай, H) регенераторы, Заключение

А. Введение. Теплообменники обеспечивают передачу теплоты между двумя или большим числом потоков теплоносителей, проходящих через аппарат. Основной характеристикой конструкции теплообменника является тип относительного движения потоков теплоносителей, взаимная геометрия этих сечений. Ниже рассмотрены наиболее общие типы конфигураций течений.

Следует подчеркнуть, что описанные конфигурации представляют собой некоторую идеализацию реальных ситуаций. На практике никогда нельзя достигнуть течения теплоносителя, совпадающего с идеальным вариантом.

В противоточном теплообменнике два теплоносителя движутся параллельно друг другу, но в противоположных направлениях. Этот тип течения схематически представлен на рис. 1, где изображена одиночная труба относительно малого диаметра, расположенная коаксиально внутри трубы большого диаметра. Один теплоноситель течет во внутренней трубе, другой - в кольцевом пространстве между двумя трубами. На практике внутри одной трубы большого диаметра (кожуха) может быть расположено значительное
число труб.

На рис. 1 буквой Т обозначена температура, индекс 1 относится к первому теплоносителю, а индекс 2 - ко второму; индекс in - означает условия на входе, а индекс out - на выходе из теплообменника.

Рис. 1. Схема противоточного теплообменника

Противоточные теплообменники наиболее эффективны, поскольку обеспечивают наилучшее использование располагаемой разности температур, в них также может быть достигнуто наибольшее изменение температуры каждого те­плоносителя.