Визначення теплообмінника

Кандела Росіо Барбісан
Інженер-хімік

Ємність під тиском, в якій відбувається обмін енергією між двома рідинами, тобто передача тепла із зони високої температури в зону низької температури. Процес може бути прямим, якщо два середовища контактують одне з одним, або непрямим, якщо між ними знаходиться інша рідина.

Основи теплообміну

Щоб передача тепла від одного середовища до іншого була ефективною, повинна існувати рушійна сила, у цьому випадку ми називаємо різницю температур між двома рідинами рушійною силою. У цьому сенсі енергія передається від більш гарячої області до більш холодної.

Хоча очікується, що все тепло, яке віддає найгарячіша фаза, поглинається або отримується найхолоднішою фазою, баланс не є прямим, є втрати тепла.

Явище теплообміну базується на нульовому принципі термодинаміки, який пояснює спосіб контакту рідин вони досягають своєї теплової рівноваги, вирівнюючи свої температури, якщо час і площа контакту достатні для досягнення точки баланс.

Типології

Коли ми говоримо про типологію, ми маємо на увазі найбільший поділ, який існує на основі типу контакту між фазами. Як ми добре сказали, якщо контакт між ЗМІ прямий, тобто немає іншого потоку передача тепла між рідинами, які бажано обміняти енергією, тоді вона реагує таким чином прямо. Градирні є типовим випадком цього типу обміну, оскільки, наприклад, охолоджуюча вода або вода з башт надходить через верхньою частиною, а нижньою частиною, проти течії, індукується повітряний потік так, що відбувається передача тепла та маси очікуваний.

З іншого боку, коли ми говоримо про непрямі обмінники, ми говоримо про обладнання, яке має проміжна поверхня теплопередачі, така як тверде тіло або навіть інше вільно. У цьому випадку процес відбувається з конвекцією або кондукцією. У більшості теплообмінників механізми масообміну: конвекція, коли гаряча рідина передає своє тепло стінці внутрішньої частини трубки, а потім це передає його від зовнішньої стінки до іншої рідини, що контактує, і, з іншого боку, внутрішньої провідності в стінці трубки.

Їх також можна класифікувати за типом потоку: паралельний, якщо струми рухаються в одному напрямку, протитечійний, якщо вони обмінюються теплом під час руху в протилежних напрямках або перехресного потоку, коли рідини проходять через обладнання перпендикулярно одна одній.

Так само існують однопрохідні або багатоходові обмінники, залежно від того, скільки разів рідина проходить довжину обмінника та контактує з іншою фазою.

Нарешті, класифікація може бути дана на основі його геометрії: приблизно ми знаходимо: трубчасті та кожухотражні теплообмінники та пластинчасті теплообмінники. У першому з них він складається (як вказує його назва) з кожуха або кожуха та головок, які утримують пучок трубок усередині. По трубах циркулює певна рідина, яка обмінюється теплом з рідиною, яка циркулює по корпусу, заповнюючи його. Рідина може пройти один крок або кілька. У цьому випадку вартість його будівництва висока; однак вони можуть працювати під високим тиском і розроблені на основі необхідної площі контакту для передачі тепла, тому його розмір може змінюватися відповідно до потреб процес. Обслуговування просте, хоча трубки може бути дещо складно очистити, це можна зробити хімічним або механічним шляхом, і можна зняти пластину тримача трубки для перевірки засмічення деяких з них Вони.

У випадку пластинчастих теплообмінників вони складаються з кількох пластин, які, розташовані між собою, циркулюють через кожну з них різні обмінні рідини. Між пластинами знаходиться повітря. Як і очікувалося, площа пластин набагато більше площі трубки, тому обмінна ємність значно збільшується. У той час як трубні пучки працюють під високим тиском, пластинчасті теплообмінники обмежені тиском не вище 25 бар. Вони, як правило, використовуються в харчовій промисловості, де необхідний надзвичайний догляд за гігієною, оскільки завдяки своїй структурі їх легше чистити та запобігати утворенню осаду.