Setiap daripada kita telah menemui penukar haba yang paling mudah. Contoh yang menarik ialah reka bentuk "paip dalam paip" atau sesuatu seperti itu. Sukar untuk membayangkan kehidupan kita jika penukar haba tidak dicipta. Hari ini terdapat sejumlah besar penukar haba. Mereka berbeza antara satu sama lain bukan sahaja dalam ciri teknikal, tetapi juga dalam skop, reka bentuk, dsb. Mari kita bercakap dengan lebih terperinci mengenai topik ini dan menangani perkara yang menarik.
Maklumat am
Penukar haba ialah peranti yang digunakan untuk memindahkan haba dari satu medium ke medium lain. Pada masa yang sama, anda perlu memahami bahawa penukar haba itu sendiri, tanpa peralatan pemanasan, sama sekali tidak berguna, tetapi di dalam kompleks anda boleh mendapatkan hasil yang indah dan berjaya memanaskan bilik yang sangat besar dan sejuk. Di samping itu, saintis sentiasa cuba meminimumkan kehilangan haba apabila ia dipindahkan ke persekitaran lain. Hari ini tidak mungkinberbangga dengan kecekapan 100%, tetapi kita boleh bercakap dengan selamat tentang kecekapan 90-95%. Operasi, serta ciri teknikal produk ditingkatkan melalui penggunaan bahan yang disediakan khas, serta penyejuk. Sudah tentu, semua ini sedikit sebanyak meningkatkan harga peralatan, tetapi ia berbaloi.
Apabila mereka bentuk, jurutera sentiasa berhadapan dengan keperluan yang bercanggah yang perlu digabungkan ke dalam satu botol. Sebagai contoh, adalah perlu untuk mengurangkan rintangan hidraulik dan pada masa yang sama meningkatkan pekali pemindahan haba. Penukar haba mestilah tahan terhadap kakisan, tetapi tidak terlalu sukar untuk diselenggara. Semua ini membawa kepada fakta bahawa banyak jenis penukar haba muncul. Yang paling sesuai dengan situasi digunakan.
Klasifikasi penukar haba
Seperti yang dinyatakan di atas, pada masa ini terdapat sejumlah besar penukar haba. Pertama sekali, mereka mesti dipisahkan mengikut kaedah pemindahan haba ke medium. Di sini penukar haba dibahagikan kepada kumpulan berikut:
- recuperative;
- regeneratif;
- mencampurkan;
- dipanaskan secara elektrik.
Mari kita lihat lebih dekat pada penukar haba pemulihan. Reka bentuk produk membayangkan kehadiran dinding satu lapisan atau berbilang lapisan di mana haba dipindahkan. Biasanya ini berlaku sudah dalam gerakan tetap. Adalah menarik bahawa dalam peranti sedemikian, pemindahan haba dilakukan dengan pergerakan paksa tanpa mengubah fasanegeri. Tetapi ini hanya terpakai kepada penukar haba yang beroperasi secara kekal. Jika kita bercakap tentang unit dengan mod operasi berkala, maka untuk tempoh masa tertentu pemanasan, penyejatan, dan penyejukan dijalankan, dan semua ini dalam mod berurutan. Peranti sedemikian tergolong dalam penukar haba dengan gerakan terma yang tidak stabil. Ini disebabkan oleh fakta bahawa suhu penyejuk di salur masuk dan keluar adalah berbeza dengan ketara. Selalunya, agregat tersebut terdapat dalam bentuk gegelung dan berbentuk lamel, berusuk dan lain-lain. Sedikit kemudian kita akan melihat beberapa jenis. Tetapi klasifikasi penukar haba tidak berakhir di situ.
Unit penjanaan semula dan pemanasan elektrik
Dalam kes ini, sama seperti dalam yang sebelumnya, permukaan pertukaran haba digunakan untuk memindahkan tenaga haba. Walau bagaimanapun, permukaan ini adalah sejenis muncung. Ia memainkan peranan sebagai cara terkumpul perantaraan yang mengumpul haba. Secara umumnya, keseluruhan proses boleh dibahagikan kepada beberapa peringkat. Pada peringkat pertama, muncung merasakan sejumlah haba. Kemudian terdapat peralihan ke peringkat kedua, dan penyejuk dipindahkan ke atas permukaan muncung. Ini berlaku apabila menukar aliran penyejuk. Pada peringkat ini, muncung secara beransur-ansur menyejuk, dan haba terkumpul dibebaskan ke persekitaran yang dipanaskan, yang mungkin bilik anda.
Penjana semula ialah unit tidak pegun. Muncung selalunya tidak bergerak, dan proses terma diulang secara serentak. Peranti jenis ini sering dipanggil penyental ataumenara penyejuk.
Intipati penukar haba yang dipanaskan secara elektrik ialah elektrik digunakan sebagai sumber utama haba. Pemasangan arka elektrik digunakan untuk menukar tenaga elektrik kepada tenaga haba. Mereka boleh menjadi pemanasan langsung dan tidak langsung. Penukar haba yang paling biasa dalam industri ialah pemanas aruhan dan rintangan. Seperti yang anda lihat, peralatan pertukaran haba boleh berbeza, kini kami akan melihat dengan lebih dekat setiap jenis, skop dan ciri reka bentuknya.
Penukar haba lingkaran
Peranti ialah sepasang saluran lingkaran. Mereka biasanya berputar di sekeliling partition tengah. Untuk melakukan ini, ia diperbuat daripada bahan yang digulung. Perlu diingat bahawa penukar haba lingkaran sangat sesuai untuk memanaskan dan menyejukkan cecair dengan kelikatan yang tinggi.
Pada umumnya, permukaan pemanasan dibentuk oleh dua kepingan logam, yang dilekatkan pada teras melalui kimpalan. Unit itu sendiri terdiri daripada hanya 2 saluran, biasanya segi empat tepat, dibuat dalam bentuk lingkaran. Hujung lingkaran (dalaman) mempunyai dinding pemisah dan dipasang dengan pin. Penukar haba boleh dibuat secara menegak dan mendatar. Jika tidak mungkin untuk memasang satu jenis kerana ruang yang tidak mencukupi atau konfigurasi kompleks bilik, maka yang kedua, lebih disukai, digunakan. Ia juga menarik bahawa pengguna boleh memilih lingkaranpenukar haba dengan lebar lingkaran yang berbeza, dari 20 hingga 150 sentimeter. Pada masa yang sama, permukaan pemanasan boleh berbeza-beza dari 3.2 hingga 100 meter persegi dengan tekanan sistem maksimum 1 MPa.
Perlu diingatkan bahawa peralatan pertukaran haba ini mempunyai beberapa kelebihan yang ketara. Pertama, ia adalah rintangan hidraulik yang dikurangkan. Kedua, kekompakan dan kecekapan tinggi dan keamatan pemindahan haba. Tetapi semua ini menyumbang kepada fakta bahawa terdapat kelemahan dalam bentuk reka bentuk dan pembaikan yang kompleks.
Mengenai penukar haba plat
Pada masa ini, penukar haba plat boleh lipat dan tidak boleh dipisahkan dihasilkan. Sememangnya, jenis pertama lebih disukai kerana banyak sebab. Pertama, ia adalah kemudahan penyelenggaraan. Peralatan sedemikian sangat cepat dibongkar dan dipasang, jadi sebarang kerosakan dihapuskan dalam masa yang singkat. Model yang tidak boleh dipisahkan biasanya tidak dibaiki, dan jika ada, maka lebih lama lagi.
Sebenarnya, namanya menunjukkan bahawa peralatan ini terdiri daripada pakej plat pasang siap. Ia boleh dibuat daripada pelbagai bahan seperti tembaga, titanium, grafit, dll. Hampir selalu, untuk meningkatkan sifat prestasi, plat dibuat beralun. Dalam penukar haba plat, aliran penyejuk sejuk dan panas melepasi lapisan.
Peralatan itu sendiri bagus kerana ia mempunyai susun atur yang cekap. Ini memungkinkan untuk meningkatkan luas permukaan pertukaran haba dan menyesuaikan semua ini ke dalam dimensi yang agak kecil. Walau apa pun, sebelum membeli, pengiraan penukar haba dijalankan, yang membolehkan anda mendapatkan data tentang berapa banyak kuasa yang diperlukan oleh peranti dalam kes tertentu. Perlu difahami bahawa semua plat yang ditarik bersama dalam satu pakej membentuk saluran antara mereka sendiri kerana bentuk yang sama. Cecair mengalir melalui mereka. Nah, sekarang kita akan melihat beberapa lagi butiran menarik yang berkaitan dengan peralatan ini.
Menggunakan gasket
Seperti yang dinyatakan di atas, elemen utama pemindahan haba ialah plat. Mereka dicop sejuk. Untuk ini, aloi tahan kakisan digunakan, yang boleh meningkatkan ketahanan dan kecekapan unit dengan ketara. Ketebalan plat, bergantung pada model, boleh berbeza dari 0.4 hingga 1.0 mm. Dalam kedudukan kerja, plat ditekan rapat antara satu sama lain. Dalam kes ini, saluran berslot kecil terbentuk. Di bahagian depan terdapat alur khas, gasket getah (meterai) dipasang di sana. Di samping itu, gasket mempunyai lubang yang diperlukan untuk bekalan dan penyingkiran bendalir. Sekiranya salah satu lubang menembusi, sistem alur saliran disediakan untuk mengelakkan percampuran media sejuk dan panas.
Disebabkan penciptaan arus berlawanan antara kedua-dua media, adalah mungkin untuk mencapai bukan sahaja peningkatan dalam set suhu, tetapi juga pemindahan haba yang lebih pantas dengan rintangan hidraulik yang agak kecil. Ia tidak akan berlebihan untuk mengatakan bahawa prinsip asas operasi adalah berdasarkan arus berlawanan, iaitu, pergerakan pemanasan danmemanaskan cecair dalam arah yang berbeza. Untuk mengelakkan pencampuran, meterai getah berganda atau plat logam dipasang. Bilangan plat dan saluran mungkin berbeza bergantung pada keperluan operasi peralatan. Sebelum penciptaan, pengiraan haba penukar haba dijalankan, yang memungkinkan untuk menentukan mod operasi yang optimum. Kadangkala aloi mahal digunakan yang tidak takut operasi jangka panjang dalam persekitaran yang agresif.
Penukar Haba Sirip Plat
PRT digunakan untuk memindahkan haba dalam media tidak agresif dan gas dalam julat suhu yang luas, dari -270 hingga +200 darjah Celsius. Dalam kes ini, tekanan dalam sistem boleh mencapai 100 atmosfera dan bermula dari vakum. Reka bentuk ini berdasarkan idea untuk menggunakan permukaan bergaris pada kedua-dua belah plat. Produk itu sendiri terdiri daripada beberapa tulang rusuk, berkat pemindahan haba antara media dijalankan. Perlu diingat bahawa penukar haba plat bersirip yang mempunyai pelbagai jenis bentuk sirip. Ini membolehkan anda mengubah sedikit ciri operasi dan teknikal. Selalunya anda boleh melihat tulang rusuk yang berterusan dan beralun. Tetapi sebagai tambahan kepada ini, terdapat juga yang lebih eksotik, seperti yang berlubang dan bersisik. Lembaran logam biasanya digunakan sebagai bahan. Ketebalannya boleh laras bergantung pada tekanan dalam sistem dan cecair yang digunakan.
Selalunya jenis penukar haba ini dibuat dengan jenis aliran yang berbeza. Selalunya, aliran balas digunakan, tetapi ada jugalurus melalui, dan litar silang. Jika kita bercakap secara ringkas tentang kekuatan peralatan tersebut, maka terdapat banyak daripada mereka. Pertama, ini adalah sifat operasi, seperti pemindahan haba yang cepat dan intensif. Kedua, saiznya kecil. Hari ini, ramai yang mengatakan bahawa ia adalah penukar haba bersirip yang paling canggih. Selalunya, PRT digunakan dalam industri seperti tenaga, penapisan minyak, kimia dan industri penerbangan. Semua ini disebabkan oleh sejumlah besar kelebihan, serta julat luas cecair dan tekanan yang digunakan dalam sistem.
Penukar haba cangkerang dan tiub: reka bentuk dan ciri
Peralatan penukar haba jenis permukaan, yang telah kami semak, tidak begitu popular seperti unit cengkerang dan tiub. Ini hanyalah peranti yang disebutkan pada awalnya, dalam versi paling mudah - ini adalah sistem "paip dalam paip". Penukar haba jenis ini ialah sistem (berkas) tiub yang diletakkan di dalam selongsong. Tiub digulung dan dikimpal pada badan produk. Dalam sesetengah kes, ia juga melecur. Ini dilakukan untuk memastikan 100% ketat. Badan dibekalkan dengan muncung tambahan. Sesetengahnya diperlukan untuk membekalkan stim, yang lain untuk penyingkiran kondensat. Di samping itu, terdapat grating melintang dalam selongsong, yang digunakan untuk menyokong tiub pertukaran haba sepanjang keseluruhan unit. Menariknya, penukar haba shell dan tiub digunakan pada suhu dari 190 darjah Celsius atautekanan wap tepu melebihi 15 bar.
Sebarang sistem yang melibatkan pergerakan bendalir boleh tertakluk kepada tukul air. Fenomena ini mampu menyahaktifkan peralatan secara sebahagian atau sepenuhnya. Untuk mengelakkan perkara ini berlaku, pelbagai jenis elemen penyimpanan digunakan, yang dipanggil tangki pengembangan. Tetapi dalam kes kami, ini tidak perlu, kerana penukar haba shell-dan-tiub sangat tahan terhadapnya. Di samping itu, tiada syarat ketat untuk kebersihan alam sekitar. Kelemahan ketara peralatan tersebut ialah semua jenis penukar haba jenis ini sangat intensif logam, yang menjejaskan kos dan dimensi akhir.
Penukar haba untuk peralatan gas
Bukan rahsia lagi bahawa mana-mana bahan api pepejal atau dandang gas mempunyai penukar haba dalam reka bentuknya, ia juga dipanggil pemanas. Kami telah mempertimbangkan jenis utama. Seperti yang mungkin anda perhatikan, ini atau jenis tersebut digunakan dalam pelbagai industri. Sesetengah peranti telah menemui aplikasi yang lebih luas, yang lain digunakan dalam industri tertentu dan tidak sesuai dengan yang lain. Dalam kes kami, penggunaan penukar haba tiub dan plat berlaku. Dalam kes pertama, kita berurusan dengan sistem tiub, dalam kes kedua - dengan plat. Pada dasarnya, tanpa mengira jenisnya, penukar haba untuk geyser mesti memenuhi beberapa keperluan. Pertama, mempunyai pekali pemindahan haba yang tinggi, dan kedua, tahan lama dan tahan suhu tinggi. Bahan yang paling popular ialah tembaga, aluminium dankeluli. Pilihan terakhir kurang disukai, kerana logam sedemikian berat, yang mengurangkan kecekapan. Walau apa pun, penukar haba untuk geiser mesti berfungsi sekurang-kurangnya 5 tahun.
Kesimpulan
Jadi kami menyemak jenis utama penukar haba. Spesies seperti shell-and-plate dibiarkan tanpa perhatian. Pada dasarnya, mereka berbeza sedikit daripada lamellar klasik atau bergaris. Tetapi anda sering boleh mencari dapur mandi dengan penukar haba dengan selongsong. Walau bagaimanapun, ciri utamanya ialah peralatan itu tahan terhadap suhu tinggi dan tekanan operasi. Perumahan boleh dibuat daripada bahan seperti titanium, keluli tahan karat atau keluli karbon. Adalah menarik bahawa dapur mandi dengan penukar haba shell-and-plate dikawal dengan baik untuk stim atau kondensat, yang, sudah pasti, merupakan kelebihan yang ketara. Pada dasarnya, ini boleh melengkapkan cerita, kerana kini anda tahu semua yang anda perlukan tentang penukar haba.
