Izračun izmjenjivača topline. Vrste i princip rada izmjenjivača topline

Glavna svrha izmjenjivača topline je prijenos topline na hladni predmet iz rashladnog sredstva. Ovo posljednje je tvar s visokom temperaturom. Njegov primjer može biti:

• parova;
• tekućina;
• plin.

Danas u trgovinama možete pronaći širok raspon izmjenjivača topline. Razlikuju se po svojim značajkama, i to:

• izgled;
• načelo djelovanja;
• temperaturna razlika.

Ovaj popis nije potpun.

Opis načela djelovanja

Prije kupnje izmjenjivača topline, svakako treba uzeti u obzir princip rada ovog uređaja. Može se temeljiti na jednom od tri procesa:

• toplinska vodljivost;
• toplinsko zračenje;
• konvekcija.

Uređaji se mogu podijeliti prema načinu dobave topline na hladni objekt. Prema tome, metode mogu biti miješanje i izmjena topline. U principu, njihov rad, oblik i uređaj su glavna razlika. Najuspješnija varijanta načela funkcioniranja karakteristična je za površinske agregate. Oni su među zajedničkim. Unutar tih uređaja nalaze se osjetljivi elementi koji se zagrijavaju i prenose toplinu na hladni objekt.

Ako pogledamo bliže jedinici za miješanje, onda možemo reći da ona kombinira interakciju tekućine i zraka, pružajući visoku učinkovitost. Ovi uređaji su jednostavni za proizvodnju i omogućuju vam postizanje željenog rezultata u kratkom vremenu. To je zato što se samo miješanjem dvaju medija mogu postići takvi rezultati.

Uzimajući u obzir princip rada izmjenjivača topline, može se primijetiti da ovi uređaji imaju čvorove koji rade po određenom principu. Mogu se podijeliti na regenerativne i rekuperativne. U potonjem slučaju koriste se različite tekućine koje međusobno djeluju pomoću razdjelne stijenke. Kod izmjene temperature, protok ostaje isti i ne mijenja se u obje varijante.

U rekuperativnim izmjenjivačima topline nalazi se radna jedinica koja također služi kao izvor topline koja se isporučuje, kao i punjač. Element se zagrijava pri dodiru s tekućinama i daje potrebnu toplinu u prostor. U ovom slučaju, toplinski tok može promijeniti svoj smjer.

Više o principu rada ploče za izmjenu topline

Pločasti izmjenjivač topline ima odgovarajuće elemente koji se ugrađuju rotacijom od 180 °. Četiri elementa su sastavljena u jedan paket, što vam omogućuje stvaranje dva kruga za napajanje i pražnjenje kolektora. Dva ekstremna elementa u procesu neće sudjelovati.

Proizvođači nude na prodaju dvije vrste rasporeda: jednosmjerna i višestruka. U prvom slučaju, rashladno sredstvo je podijeljeno u paralelne tokove koji prolaze kroz kanale i završavaju u luci za izvlačenje. Uređaj s višestrukim prolazom ima složenu shemu, jer se izmjenjivač topline kreće duž istog broja kanala. To je postignuto zahvaljujući ugradnji dodatnih ploča koje osiguravaju prisutnost gluhih luka. Održavanje višestrukih pločastih izmjenjivača topline mnogo je teže.

Glavni tipovi uređaja

Izmjenjivač topline predstavljen je za prodaju u mnogim varijantama, među kojima treba istaknuti:

• uranjanje;
• elementarna;
• grafita;
• dvostruka cijev;
• ploča;
• twisted;
• spirala;
• Ljuske i cijevi.

Potopni izmjenjivač topline ima osjetni element u obliku cilindričnog svitka koji se nalazi u posudi. Potonji je napunjen tekućinom. Ovakav dizajn omogućuje smanjenje vremena za dobavu topline pomoću uređaja. Uređaj za uranjanje je jedan od najboljih u učinkovitosti. Koristi se na mjestima gdje uvjeti ukazuju na vjerojatnost vrenja.

Lamelarna jedinica i njezin opis

Pločasti izmjenjivač topline ima mnoge prednosti, i to:

• jednostavno čišćenje;
• jednostavnost sklapanja;
• minimalni hidraulički otpor.

Ovi uređaji imaju krajnje kamere koje su povezane pričvrsnim vijcima. Dizajn ima radnu ploču i okvire. Ploče su odvojene gumenim jastučićima. I sami elementi su izrađeni od posebnog čelika. Tehnologija ugradnje ploča podrazumijeva ugradnju gumene brtve bez ljepljivog sastava, koja osigurava čvrsto prianjanje pojedinih dijelova. Radna okolina može se isporučiti na jedan od tri načina:

• pomiješaju;
• protočnog;
• protustrujno.

Elementarni i upredeni izmjenjivači topline. Opis uređaja

Elementarni izmjenjivač topline omogućuje povezivanje dijelova sustava u jednu strukturu. Princip rada takvih uređaja sličan je varijanti ljuske i cijevi. Radni medij se isporučuje protustrujno, a uređaj kombinira mali broj cijevi. S obzirom na tipove izmjenjivača topline, obratite pozornost na upredenu verziju, koja ima osjetljivi element u obliku koncentričnog svitka, koji je fiksiran posebnim glavama, što osigurava zaštitu od kućišta. Ovaj uređaj koristi krug s dvije tekućine, od kojih jedna ispunjava cijevi, a druga u prostoru između njih. Ove jedinice izvrsno rade s padom tlaka i imaju izvrsnu otpornost na trošenje.

Grafit i spiralni izmjenjivači topline

Među tipovima izmjenjivača topline može se razlikovati raznolikost grafita, koja ima uređaj koji pruža zaštitu od korozije. Ovi uređaji dobro provode toplinu, a jedinica se sastoji od blokova koji imaju oblik cilindra i pravokutnika. Radni fluid se kreće u križnom uzorku. Izmjenjivač topline sastoji se od:

• pokriva;
• rešetka;
• cijev;
• metalna kutija.

Izmjenjivač topline može biti spiralni, njegov princip djelovanja izražen je u uporabi metalnih limova. Uvijene su u spiralu i fiksirane na mehanizam koji se zove kotrljanje. Za pravilan rad je važno brtviti izmjenjivač topline, što se postiže zavarivanjem pojedinih dijelova ili ugradnjom brtve.

Instrumente je teško proizvesti, popraviti i održavati. Uređaj se ne smije koristiti u sustavu gdje tlak prelazi 10 kgf / cm2, što nije nedostatak. Ovaj minus nivelira kompaktna veličina uređaja, mala težina i visoka učinkovitost.

Više o principu rada jedinice s ljuskom i cijevi

Ovakav naziv dobio je toplinsko-cijevni izmjenjivač, jer su tanke cijevi, duž kojih se kreće rashladno sredstvo, smještene u središnjem dijelu glavnog omotača. Broj cijevi u sredini će odrediti brzinu kretanja tvari. Od toga, zauzvrat, ovisi o koeficijentu prijenosa topline.

Izmjenjivač topline od cijevi i cijevi Izrađena je od visoko čvrstih i legiranih čelika. Koriste se jer uređaj radi u agresivnom okruženju koje potiče razvoj korozije. Izmjenjivač topline može se svrstati u nekoliko varijanti, među kojima treba istaknuti:

• s plivajućom glavom;
• s fiksnim cijevima;
• s kompenzatorom temperature;
• u obliku kućišta s U-oblikovanim cijevima.

Opis izmjenjivača topline Pahlen MAXI-FLO

Ovaj uređaj je izmjenjivač topline za bazen, čija je cijena 18.245 rubalja. Snaga uređaja je 40 kW. Jedinica je okomita, a nehrđajući čelik se koristi kao materijal tijela. Dvocijevni uređaj za vodu namijenjen je zagrijavanju vode. Nosač topline je vruća voda iz kotla.

Prilikom izgradnje vanjskog bazena, ova jedinica je posebno važna. Izmjenjivač topline za bazen ima primarni krug u obliku cijevi, postavljen je okomito. Temperaturna razlika u krugovima doseže 60 ° C. U primarnom krugu, maksimalni tlak može biti 10 bara, u sekundarnom - isti. Vi svibanj biti zainteresirani za hidraulički otpor primarnog kruga, u ovom slučaju to je 0,05 m. U sekundarnom krugu, hidraulički otpor je 0,8 m.

Izrada proračuna

Prije odabira izmjenjivača topline voda / voda, izračun snage ovog uređaja mora se obaviti jednoznačno. Općenito, pri odabiru, morate obratiti pozornost na vrstu konstrukcije i kvalitetu uređaja. Izračun snage provodi se prema sljedećoj formuli: P = 1,16 x /T / (tx V). U njemu je tražena snaga označena slovom R. Posebno odabrana konstanta, ovdje je jednaka 1,16. Temperaturna razlika je .T. Volumen je V, a vrijeme t. Prema tome, pri izračunavanju snage izmjenjivača topline treba razumjeti da će učinkovitost uređaja ovisiti o protoku radnog medija duž oba kruga.

Dizajn utječe na količinu zagrijanog medija. Što je veći volumen, veće će biti ploče i mlaznice. Često se provodi i određivanje grijaćih površina. Označavaju se slovom F. Ova se vrijednost može pronaći pomoću formule: Q / (K *? Tcp), u kojoj je Q toplinska snaga i koeficijent prijenosa topline je K.

Prilikom izračunavanja izmjenjivača topline, morate imati na umu da formula osigurava prisutnost prosječne temperature glave između rashladnih sredstava, a ta se vrijednost izražava u? TCP. Zadatak je pronaći sve tri varijable. Pomoću jednadžbe toplinske bilance možete pronaći toplinsku snagu: Q = G * c * (T2-T1).

Toplinski kapacitet vode na određenoj temperaturi - to je sa. Brzina protoka označena je slovom G. Kod izračuna izmjenjivača topline, trebate znati da je temperatura na ulazu i izlazu označena u stupnjevima i izgleda u formuli kao T1i i T2. Da bi izračun bio točniji, ovoj je formuli potrebno dodati faktor učinkovitosti. Za određivanje vrijednosti? Tcp, morate koristiti sljedeću formulu: Tcp = (? Tb? Tm) / (? Tb /? Tm). U njoj su najmanje i najveće temperaturne razlike označene s Tb i Tm.

Metoda izračuna

Koeficijent prijenosa topline možete pronaći u referentnim materijalima ili ga izračunati pomoću formule: k = 1 / (1 / a1 +? St /? St + 1 /? 2). U njemu? 1 i? 2 - koeficijenti prijenosa topline iz krugova za primanje i slanje. Debljina zida cijevi - čl. faktor toplinska vodljivost materijala cijevi - Art. Ako izračunate izmjenjivač topline, odnosno stvarnu snagu, kao i područje, možete prosuditi točan izbor uređaja. Ako se te vrijednosti ne podudaraju, to ukazuje na povećanje vjerojatnosti stvaranja naslaga na stijenkama cijevi. U najmanju ruku, oni mogu biti priključeni. Bolje je koristiti posebne programe za izračunavanje izmjenjivača topline, ali je važno znati koje su metode i formule u osnovi.

zaključak

Vrlo često, vlasnici čuju o ovom važnom uređaju, koji igra jednu od glavnih funkcija u sustavu grijanja. Ako se radi o autonomnom krugu, gdje se koriste kotlovi za grijanje, to pitanje postaje još važnije. U njima se rashladno sredstvo zagrijava unutar izmjenjivača topline. To su šuplji uređaji u kojima voda teče. Moderni proizvođači nude slične uređaje u širokom rasponu, izrađeni su od različitih metala.