В поверхностных теплообменниках процесс обмена теплом осуществляется при помощи стенок конструкции, изготавливаемых из специальных теплопроводимых материалов. От смесительных изделий они отличаются отсутствием контакта теплоносителей между собой, осуществляя процесс передачи тепла через теплопроводимую заслонку. Основными моделями таких систем теплообмена являются рекуперативные теплообменники и регенеративные. В любой из моделей используется общий ряд элементов регулирующей арматуры и средств автоматизации Danfoss (тут), которые необходимы для надежной регуляции всех процессов обмена тепловой энергии.
Регенеративные теплообменники предполагают поочередное контактирование теплоносителей с твердой стенкой, которая накапливает тепло при взаимодействии с горячей средой и отдает при контакте с холодной. Такие аппараты всегда имеют две секции, работающие параллельно, чтобы все процессы теплообмена протекали непрерывно и периоды нагрева и охлаждения были одинаковыми по продолжительности.
Рекуперативные теплообменники называют также стационарными, так как параметры теплоносителей, как на входе, так и в любом из сечений каналов, остаются постоянными и никак не зависят от времени. Наиболее распространенной конструкцей такой аппаратуры является кожухотрубный теплообменник (читать), который также может отличаться по типам. Например, система обмена энергии тепла жесткого типа имеет цилиндрический корпус, в котором установлен закрепленный в специальных решетках трубный пучок. Внутри этого корпуса находятся перегородки, которые направляют движение потока и при необходимости увеличивают его скорость. Такая конструкция предполагает движение двух сред: одной (с меньшим коэффициентом теплоотдачи или, в случаях с промышленной отраслью, загрязненная) — по трубкам, другой — внутри корпуса.
Тип рекуперативных, с линзовым компенсатором на корпусе, применяется для снижения напряжений температуры в аппаратах жесткого типа, благодаря сжатию линзового компенсатора. Тип теплообменников с плавающей головкой также широко применяется как в промышленности, так и в энергетике и коммунальном хозяйстве. В таких аппаратах один из концов трубного пучка не закреплен решеткой и может перемещаться относительно корпуса, когда длина трубок подвергается температурным изменениям. Это позволяет работать со средами, сильно отличающимися в температуре.
Статья подготовлена при поддержке компании «ТехноИнжПромСтрой» (читать).
Создание 3D-модели кожухотрубного теплообменника (КОМПАС-3D). Трубный пучок
Ляпощенко, О.О. Создание 3D-модели кожухотрубчатого теплообменника с помощью CAD-системы КОМПАС-3D / О.О. Ляпощенко, В.М. Маренок, С.В. Денисенко.