Մեզնից յուրաքանչյուրը հանդիպել է ամենապարզ ջերմափոխանակիչներին: Դրա վառ օրինակն է «խողովակի մեջ խողովակի» կամ նման բանի նախագծումը։ Դժվար կլիներ պատկերացնել մեր կյանքը, եթե ջերմափոխանակիչը հորինված չլիներ։ Այսօր կան հսկայական քանակությամբ ջերմափոխանակիչներ: Նրանք միմյանցից տարբերվում են ոչ միայն տեխնիկական բնութագրերով, այլև ծավալով, դիզայնով և այլն։ Եկեք ավելի մանրամասն խոսենք այս թեմայի շուրջ և զբաղվենք հետաքրքիր կետերով։
Որոշ ընդհանուր տեղեկություններ
Ջերմափոխանակիչը սարք է, որն օգտագործվում է ջերմությունը մեկ միջավայրից մյուսը փոխանցելու համար: Միևնույն ժամանակ, դուք պետք է հասկանաք, որ ջերմափոխանակիչն ինքնին, առանց ջեռուցման սարքավորումների, լիովին անօգուտ է, բայց համալիրում կարող եք հիանալի արդյունքներ ստանալ և հաջողությամբ տաքացնել նույնիսկ շատ մեծ և սառը սենյակները: Բացի այդ, գիտնականները մշտապես փորձել են նվազագույնի հասցնել ջերմության կորուստը, երբ այն տեղափոխվում է այլ միջավայր։ Այսօր դա հնարավոր չէպարծենալ 100% արդյունավետությամբ, բայց մենք կարող ենք հանգիստ խոսել 90-95% արդյունավետության մասին: Արտադրանքի գործառնական, ինչպես նաև տեխնիկական բնութագրերը մեծանում են հատուկ պատրաստված նյութերի, ինչպես նաև հովացուցիչ նյութի օգտագործմամբ: Իհարկե, այս ամենը ինչ-որ չափով թանկացնում է սարքավորումները, բայց արժե այն։
Նախագծելիս ինժեներները մշտապես բախվում են հակասական պահանջների, որոնք պետք է միավորվեն մեկ շշի մեջ: Օրինակ, անհրաժեշտ է նվազեցնել հիդրավլիկ դիմադրությունը և միևնույն ժամանակ բարձրացնել ջերմության փոխանցման գործակիցը: Ջերմափոխանակիչը պետք է դիմացկուն լինի կոռոզիայից, բայց ոչ այնքան դժվար է պահպանել: Այս ամենը հանգեցրեց նրան, որ հայտնվեցին բազմաթիվ տեսակի ջերմափոխանակիչներ: Օգտագործվում է այն մեկը, որը լավագույնս համապատասխանում է իրավիճակին։
Ջերմափոխանակիչների դասակարգում
Ինչպես նշվեց վերևում, ներկայումս առկա են ջերմափոխանակիչների հսկայական քանակություն: Առաջին հերթին դրանք պետք է առանձնացվեն՝ ըստ միջավայրի ջերմության փոխանցման մեթոդի։ Այստեղ ջերմափոխանակիչները բաժանվում են հետևյալ խմբերի.
- վերականգնողական;
- վերականգնող;
- խառնում;
- էլեկտրական տաքացվող.
Եկեք ավելի սերտ նայենք վերականգնող ջերմափոխանակիչներին: Արտադրանքի դիզայնը ենթադրում է միաշերտ կամ բազմաշերտ պատի առկայություն, որի միջոցով ջերմությունը փոխանցվում է: Սովորաբար դա տեղի է ունենում արդեն կայուն շարժման մեջ: Հետաքրքիր է, որ նման սարքերում ջերմության փոխանցումն իրականացվում է հարկադիր շարժմամբ՝ առանց փուլը փոխելուպետությունները։ Բայց դա վերաբերում է միայն մշտական գործող ջերմափոխանակիչներին: Եթե մենք խոսում ենք պարբերական աշխատանքի ռեժիմով ագրեգատների մասին, ապա որոշակի ժամանակահատվածում իրականացվում է ջեռուցում, գոլորշիացում և հովացում, և այս ամենը հաջորդական ռեժիմում է: Նման սարքերը պատկանում են անկայուն ջերմային շարժում ունեցող ջերմափոխանակիչներին: Դա պայմանավորված է նրանով, որ մուտքի և ելքի հովացուցիչի ջերմաստիճանը զգալիորեն տարբերվում է: Հաճախ նման ագրեգատները հանդիպում են կծիկների տեսքով և լինում են շերտավոր, շերտավոր և այլ ձևերով։ Մի փոքր ուշ մենք կանդրադառնանք մի քանի տեսակների. Սակայն ջերմափոխանակիչների դասակարգումն այսքանով չի ավարտվում։
Վերականգնման բլոկներ և էլեկտրական ջեռուցում
Այս դեպքում, ինչպես նախորդում, ջերմափոխանակման մակերեսը օգտագործվում է ջերմային էներգիա փոխանցելու համար։ Այնուամենայնիվ, այս մակերեսը մի տեսակ վարդակ է: Այն կատարում է ջերմություն կուտակող միջանկյալ կուտակիչ միջոցի դեր։ Մեծ հաշվով, ամբողջ գործընթացը կարելի է բաժանել մի քանի փուլերի. Առաջին փուլում վարդակն ընկալում է որոշակի քանակությամբ ջերմություն: Այնուհետև տեղի է ունենում անցում դեպի երկրորդ փուլ, և հովացուցիչը տեղափոխվում է վարդակի մակերեսով: Դա տեղի է ունենում հովացուցիչ նյութերի հոսքը փոխելու ժամանակ: Այս փուլում վարդակն աստիճանաբար սառչում է, և կուտակված ջերմությունը արտանետվում է ջեռուցվող միջավայր, որը կարող է լինել ձեր սենյակը։
Վերականգնողները ոչ ստացիոնար միավորներ են: Վարդակը հաճախ անշարժ է, և ջերմային գործընթացները համաժամանակյա կրկնվում են: Այս տեսակի սարքերը հաճախ կոչվում են մացառներ կամսառեցնող աշտարակներ.
Էլեկտրական ջեռուցվող ջերմափոխանակիչների էությունն այն է, որ էլեկտրաէներգիան օգտագործվում է որպես ջերմության հիմնական աղբյուր: Էլեկտրական աղեղային կայանքները օգտագործվում են էլեկտրական էներգիան ջերմային էներգիայի վերածելու համար: Դրանք կարող են լինել ինչպես ուղղակի, այնպես էլ անուղղակի ջեռուցում: Արդյունաբերության մեջ ամենատարածված ջերմափոխանակիչները ինդուկցիոն և դիմադրողական տաքացուցիչներն են: Ինչպես տեսնում եք, ջերմափոխանակման սարքավորումները կարող են տարբեր լինել, այժմ մենք ավելի մանրամասն կանդրադառնանք յուրաքանչյուր տեսակին, դրա շրջանակին և դիզայնի առանձնահատկություններին:
պարույր ջերմափոխանակիչներ
Սարքը պարուրաձև զույգ ալիք է: Նրանք սովորաբար պտտվում են կենտրոնական միջնորմի շուրջ: Դա անելու համար դրանք պատրաստվում են գլանվածքից: Հարկ է նշել, որ պարուրաձև ջերմափոխանակիչները հարմար են բարձր մածուցիկությամբ հեղուկների ջեռուցման և հովացման համար:
Մեծ հաշվով, ջեռուցման մակերեսը ձևավորվում է մետաղի երկու թիթեղներով, որոնք եռակցման միջոցով ամրացվում են միջուկին։ Միավորն ինքնին բաղկացած է ընդամենը 2 ալիքից, սովորաբար ուղղանկյուն, պատրաստված պարույրի տեսքով: Պարույրի ծայրը (ներքին) ունի բաժանարար պատ և ամրացված է քորոցներով։ Ջերմափոխանակիչները կարող են պատրաստվել ինչպես ուղղահայաց, այնպես էլ հորիզոնական: Եթե հնարավոր չէ տեղադրել մեկ տեսակ՝ անբավարար տարածության կամ սենյակի բարդ կազմաձևման պատճառով, ապա օգտագործվում է երկրորդը՝ ավելի նախընտրելի։ Հետաքրքիր է նաև, որ սպառողը կարող է ընտրել պարույրտարբեր պարույր լայնություններով ջերմափոխանակիչներ՝ 20-ից 150 սանտիմետր: Միևնույն ժամանակ, ջեռուցման մակերեսը կարող է տատանվել 3,2-ից մինչև 100 քառակուսի մետր՝ 1 ՄՊա համակարգի առավելագույն ճնշման դեպքում:
Հարկ է նշել, որ ջերմափոխանակման այս սարքավորումն ունի մի շարք նշանակալի առավելություններ. Նախ, դա նվազեցված հիդրավլիկ դիմադրություն է: Երկրորդ, կոմպակտություն և բարձր արդյունավետություն և ջերմության փոխանցման ինտենսիվություն: Բայց այս ամենը նպաստեց նրան, որ կային թերություններ բարդ նախագծման և վերանորոգման տեսքով։
Ափսե ջերմափոխանակիչների մասին
Ներկայումս արտադրվում են ծալվող և չբաժանվող թիթեղային ջերմափոխանակիչներ: Բնականաբար, առաջին տեսակն ավելի նախընտրելի է բազմաթիվ պատճառներով։ Նախ, դա սպասարկման հեշտությունն է: Նման սարքավորումները շատ արագ ապամոնտաժվում և հավաքվում են, ուստի ցանկացած անսարքություն կարճ ժամանակում վերացվում է: Չբաժանվող մոդելները սովորաբար չեն վերանորոգվում, իսկ եթե վերանորոգվում են, ապա շատ ավելի երկար:
Իրականում անունը հուշում է, որ այս սարքավորումը բաղկացած է հավաքովի ափսեների փաթեթից։ Դրանք կարող են պատրաստվել տարբեր նյութերից, ինչպիսիք են պղինձը, տիտանը, գրաֆիտը և այլն: Գրեթե միշտ, կատարողական հատկությունները բարելավելու համար թիթեղները պատրաստվում են ծալքավոր: Թիթեղային ջերմափոխանակիչներում սառը և տաք հովացուցիչ նյութի հոսքերը անցնում են շերտերով։
Սարքավորումն ինքնին լավն է, քանի որ այն ունի գրագետ դասավորություն: Սա հնարավորություն տվեց մեծացնել ջերմափոխանակման մակերեսի տարածքը և այս ամենը տեղավորել համեմատաբար փոքր չափերի մեջ:Ամեն դեպքում, նախքան գնելը, կատարվում է ջերմափոխանակիչների հաշվարկ, որը թույլ է տալիս ստանալ տվյալներ, թե կոնկրետ դեպքում սարքին որքան հզորություն է անհրաժեշտ: Պետք է հասկանալ, որ բոլոր թիթեղները, որոնք միասին քաշվում են փաթեթում, միևնույն ձևի պատճառով միմյանց միջև ալիքներ են կազմում: Նրանց միջով հեղուկ է հոսում: Դե, հիմա մենք կանդրադառնանք ևս մի քանի հետաքրքիր մանրամասների, որոնք վերաբերում են այս սարքավորմանը:
Օգտագործելով միջադիրներ
Ինչպես նշվեց վերևում, ջերմության փոխանցման հիմնական տարրը թիթեղներն են: Նրանք սառը դրոշմված են: Դրա համար օգտագործվում են կոռոզիոն դիմացկուն համաձուլվածքներ, որոնք կարող են զգալիորեն մեծացնել ագրեգատի ամրությունը և արդյունավետությունը: Թիթեղների հաստությունը, կախված մոդելից, կարող է տարբեր լինել 0,4-ից 1,0 մմ: Աշխատանքային դիրքում թիթեղները սերտորեն սեղմված են միմյանց դեմ: Այս դեպքում ձևավորվում են փոքր ճեղքերով ալիքներ: Ճակատային մասում կա հատուկ ակոս, այնտեղ տեղադրված է ռետինե միջադիր (կնիք)։ Բացի այդ, միջադիրներն ունեն անցքեր, որոնք անհրաժեշտ են հեղուկի մատակարարման և հեռացման համար: Եթե անցքերից մեկը ճեղքվի, ապահովվում է դրենաժային ակոսների համակարգ՝ սառը և տաք միջավայրերի խառնումը կանխելու համար:
Երկու կրիչների միջև հակահոսանքի ստեղծման շնորհիվ հնարավոր եղավ հասնել ոչ միայն ջերմաստիճանի բարձրացման, այլև համեմատաբար փոքր հիդրավլիկ դիմադրություններով ջերմության ավելի արագ փոխանցման: Ավելորդ չի լինի ասել, որ շահագործման հիմնական սկզբունքը հիմնված է հակահոսանքի վրա, այսինքն՝ ջեռուցման և շարժման վրա։ջեռուցման հեղուկ տարբեր ուղղություններով. Խառնուրդը կանխելու համար տեղադրվում է կրկնակի ռետինե կնիք կամ մետաղական թիթեղ: Թիթեղների և ալիքների քանակը կարող է տարբեր լինել՝ կախված սարքավորումների գործառնական պահանջներից: Ստեղծումից առաջ կատարվում է ջերմափոխանակիչների ջերմային հաշվարկ, ինչը հնարավորություն է տալիս որոշել աշխատանքի օպտիմալ ռեժիմը։ Երբեմն օգտագործվում են թանկարժեք համաձուլվածքներ, որոնք չեն վախենում ագրեսիվ միջավայրում երկարատև շահագործումից:
Plate-Fin ջերմափոխանակիչներ
PRT-ն օգտագործվում է ջերմություն փոխանցելու համար ոչ ագրեսիվ և գազային միջավայրերում ջերմաստիճանի լայն միջակայքում՝ -270-ից մինչև +200 աստիճան Ցելսիուս: Այս դեպքում համակարգում ճնշումը կարող է հասնել 100 մթնոլորտի և սկսել վակուումից։ Դիզայնը հիմնված է թիթեղների երկու կողմերում շերտավոր մակերես կիրառելու գաղափարի վրա: Արտադրանքն ինքնին բաղկացած է մի քանի կողերից, որոնց շնորհիվ իրականացվում է կրիչների միջև ջերմության փոխանցում: Հարկ է նշել, որ դա թիթեղավոր ափսե ջերմափոխանակիչն է, որն ունի լողակների ձևերի լայն տեսականի: Սա թույլ է տալիս մի փոքր փոխել գործառնական և տեխնիկական բնութագրերը: Ամենից հաճախ դուք կարող եք տեսնել շարունակական և ալիքաձև կողիկներ: Բայց սրանցից բացի կան նաև ավելի էկզոտիկները, օրինակ՝ ծակոտկեն ու թեփուկավորները։ Որպես նյութ սովորաբար օգտագործվում է թիթեղը: Դրանց հաստությունը կարգավորելի է՝ կախված համակարգում ճնշումից և օգտագործվող հեղուկից։
Հաճախ այս տեսակի ջերմափոխանակիչները պատրաստվում են տարբեր տեսակի հոսքով: Ամենից հաճախ օգտագործվում է հակահոսք, բայց կան նաևուղիղ և խաչաձև սխեմաներ: Եթե հակիրճ խոսենք նման սարքավորումների ուժեղ կողմերի մասին, ապա դրանք շատ են: Նախ, դրանք գործառնական հատկություններ են, ինչպիսիք են արագ և ինտենսիվ ջերմության փոխանցումը: Երկրորդ, այն փոքր է չափերով։ Այսօր շատերն ասում են, որ ամենաառաջադեմը թևավոր ջերմափոխանակիչներն են: Ամենից հաճախ PRT-ն օգտագործվում է այնպիսի ոլորտներում, ինչպիսիք են էներգետիկան, նավթավերամշակումը, քիմիական և ավիացիոն արդյունաբերությունները: Այս ամենը պայմանավորված է մեծ թվով առավելություններով, ինչպես նաև համակարգում օգտագործվող հեղուկների և ճնշումների լայն տեսականիով։
Կճեպ և խողովակային ջերմափոխանակիչ. դիզայն և առանձնահատկություններ
Մակերևութային տիպի ջերմափոխանակման սարքավորումները, որոնք մենք արդեն վերանայել ենք, այնքան տարածված չեն, որքան կեղև և խողովակային միավորները: Սրանք ընդամենը այն սարքերն են, որոնք նշվել են հենց սկզբում, ամենապարզ տարբերակով՝ սա «pipe in pipe» համակարգն է։ Այս տեսակի ջերմափոխանակիչը խողովակների համակարգ (փաթեթ) է, որը տեղադրված է պատյանում: Խողովակները գլորվում են և եռակցվում են արտադրանքի մարմնին: Որոշ դեպքերում դրանք լրացուցիչ այրվում են։ Սա արվում է 100% խստություն ապահովելու համար: Մարմինը մատակարարվում է լրացուցիչ վարդակներով: Ոմանք անհրաժեշտ են գոլորշու մատակարարման համար, մյուսները՝ կոնդենսատի հեռացման համար։ Բացի այդ, պատյանում կան լայնակի վանդակաճաղեր, որոնք օգտագործվում են ագրեգատի ողջ երկարությամբ ջերմափոխանակման խողովակները պահելու համար: Հետաքրքիր է, որ կեղևի և խողովակի ջերմափոխանակիչներն օգտագործվում են 190 աստիճան Ցելսիուսից կամ ջերմաստիճանում:հագեցած գոլորշու ճնշում 15 բարից ավելի:
Ցանկացած համակարգ, որը ներառում է հեղուկի շարժում, կարող է ենթարկվել ջրային մուրճի: Այս երևույթն ի վիճակի է մասնակի կամ ամբողջությամբ ապաակտիվացնելու սարքավորումները: Որպեսզի դա տեղի չունենա, օգտագործվում են տարբեր տեսակի պահեստային տարրեր, այսպես կոչված, ընդարձակման տանկեր: Բայց մեր դեպքում դա անհրաժեշտ չէ, քանի որ կեղև-խողովակային ջերմափոխանակիչները շատ դիմացկուն են դրանց նկատմամբ: Բացի այդ, շրջակա միջավայրի մաքրության նկատմամբ խիստ պահանջներ չկան։ Նման սարքավորումների զգալի թերությունն այն է, որ այս տեսակի ջերմափոխանակիչների բոլոր տեսակները շատ մետաղական են, ինչը ազդում է վերջնական արժեքի և չափերի վրա:
Ջերմափոխանակիչներ գազի սարքավորումների համար
Գաղտնիք չէ, որ ցանկացած պինդ վառելիքի կամ գազի կաթսա իր դիզայնով ունի ջերմափոխանակիչ, դրանք կոչվում են նաև ջեռուցիչներ։ Մենք արդեն դիտարկել ենք հիմնական տեսակները: Ինչպես հավանաբար նկատել եք, այս կամ այն տեսակներն օգտագործվում են տարբեր ոլորտներում։ Որոշ սարքեր ավելի լայն կիրառություն են գտել, մյուսներն օգտագործվում են որոշ ոլորտներում և չեն համապատասխանում մյուսներին: Մեր դեպքում տեղի է ունենում խողովակային և թիթեղային ջերմափոխանակիչների օգտագործումը: Առաջին դեպքում գործ ունենք խողովակների համակարգի, երկրորդում՝ թիթեղների հետ։ Սկզբունքորեն, անկախ տեսակից, գեյզերի համար ջերմափոխանակիչը պետք է համապատասխանի մի շարք պահանջների: Նախ՝ ունենալ ջերմության փոխանցման բարձր գործակից, երկրորդը՝ լինել դիմացկուն և դիմացկուն բարձր ջերմաստիճանի նկատմամբ։ Ամենատարածված նյութերն են պղինձը, ալյումինը ևպողպատ. Վերջին տարբերակը ավելի քիչ նախընտրելի է, քանի որ նման մետաղը ծանր է, ինչը նվազեցնում է արդյունավետությունը: Ամեն դեպքում, գեյզերի ջերմափոխանակիչը պետք է աշխատի առնվազն 5 տարի։
Եզրակացություն
Այսպիսով, մենք վերանայեցինք ջերմափոխանակիչների հիմնական տեսակները: Այնպիսի տեսակներ, ինչպիսիք են կեղևն ու ափսեը, մնացել են առանց ուշադրության: Սկզբունքորեն, նրանք մի փոքր տարբերվում են դասական շերտավորից կամ շերտավորից: Բայց հաճախ կարելի է գտնել լոգանքի վառարաններ՝ պատյանով ջերմափոխանակիչով: Այնուամենայնիվ, հիմնական առանձնահատկությունն այն է, որ սարքավորումը դիմացկուն է բարձր ջերմաստիճանների և աշխատանքային ճնշման նկատմամբ: Բնակարանը կարող է պատրաստվել այնպիսի նյութերից, ինչպիսիք են տիտանը, չժանգոտվող պողպատը կամ ածխածնային պողպատը: Հետաքրքիր է, որ լոգանքի կեղև-ափսե ջերմափոխանակիչով վառարանները լավ կարգավորվում են գոլորշու կամ կոնդենսատի համար, ինչը, անկասկած, էական առավելություն է։ Սկզբունքորեն, սա կարող է ավարտին հասցնել պատմությունը, քանի որ այժմ դուք գիտեք այն ամենը, ինչ ձեզ անհրաժեշտ է ջերմափոխանակիչների մասին:
