Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Трубчатый теплообменник
Частичный вид впускной камеры кожухотрубного теплообменника чиллера на основе хладагента для кондиционирования воздуха в здании

Теплообменник представляет собой система , используемая для передачи тепла между двумя или более текучими средами . Теплообменники используются как для охлаждения, так и для нагрева. [1] Жидкости могут быть разделены сплошной стенкой для предотвращения смешивания или могут находиться в прямом контакте. [2] Они широко используются в системах отопления , охлаждения , кондиционирования воздуха , электростанциях , химических заводах , нефтехимических заводах , нефтеперерабатывающих заводах , переработке природного газа и очистке сточных вод . Классический пример теплообменника находится вДвигатель внутреннего сгорания, в котором циркулирующая жидкость, известная как охлаждающая жидкость двигателя, проходит через змеевики радиатора, а воздух проходит мимо змеевиков, который охлаждает охлаждающую жидкость и нагревает поступающий воздух . Другим примером является теплоотвод , который представляет собой пассивный теплообменник, который передает тепло, генерируемое электронным или механическим устройством, в текучую среду, часто воздух или жидкий хладагент. [3]

Расположение потока [ править ]

Противоточные (A) и параллельные (B) потоки
  • Рис. 1: Кожухотрубный теплообменник , однопроходный (1–1 параллельный поток)

  • Рис. 2: Кожухотрубный теплообменник, двухходовая трубная сторона (1-2 поперечных потока)

  • Рис. 3: Кожухотрубный теплообменник, двухходовой кожух, двухходовой трубный (противоток 2-2)

Существует три основных классификации теплообменников в соответствии с их схемой протока. В теплообменниках с параллельным потоком две жидкости входят в теплообменник с одного конца и проходят параллельно друг другу на другую сторону. В противоточных теплообменниках жидкости поступают в теплообменник с противоположных концов. Противоточная конструкция является наиболее эффективной, поскольку она может передавать наибольшее количество тепла от теплоносителя (теплоносителя) на единицу массы из-за того, что средняя разница температур на любой единице длины выше . См. Встречный обмен . В теплообменнике с перекрестным потоком жидкости проходят через теплообменник примерно перпендикулярно друг другу.

Для повышения эффективности теплообменники предназначены для увеличения площади поверхности стенки между двумя жидкостями при минимальном сопротивлении потоку жидкости через теплообменник. На характеристики теплообменника также может влиять добавление ребер или гофр в одном или обоих направлениях, которые увеличивают площадь поверхности и могут направлять поток жидкости или вызывать турбулентность.

Температура движения по поверхности теплопередачи меняется в зависимости от положения, но можно определить соответствующую среднюю температуру. В большинстве простых систем это « средняя логарифмическая разница температур » (LMTD). Иногда прямое знание LMTD недоступно, и используется метод NTU .

Типы [ править ]

Двухтрубные теплообменники - это простейшие теплообменники, используемые в промышленности. С одной стороны, эти теплообменники дешевы как с точки зрения проектирования, так и с точки зрения обслуживания, что делает их хорошим выбором для небольших производств. С другой стороны, их низкая эффективность в сочетании с большим пространством, занимаемым в крупных масштабах, побудили современные отрасли промышленности использовать более эффективные теплообменники, такие как кожухотрубные или пластинчатые. Однако, поскольку двухтрубные теплообменники просты, они используются для обучения студентов основам проектирования теплообменников, поскольку основные правила для всех теплообменников одинаковы. 1. Двухтрубный теплообменник (a) Когда другая жидкость течет в кольцевой зазор между двумя трубами, одна жидкость течет через меньшую трубу. Поток может быть текущим или параллельным в двухтрубном теплообменнике. (б) Параллельный поток, когда в одной точке,горячая и холодная жидкости соединяются, текут в одном направлении и выходят с одного конца.

(c) Противоток, когда на противоположных концах соединяются горячая и холодная жидкости, текут в противоположном направлении и выходят на противоположных концах.

На рисунке выше показаны параллельные и противоточные направления потока в теплообменнике. Если это делается в сравнимых условиях, противотоку передается больше тепла, чем к теплообменнику с параллельным потоком. Из-за большой разницы температур, возникающей из-за высокого теплового напряжения, температурные профили двух теплообменников обнаруживают два существенных недостатка в конструкции с параллельным потоком. Это указывает на то, что партнерство является явным недостатком, если оно предназначено для повышения температуры холодной жидкости. Если ожидается, что две жидкости будут доведены до одинаковой температуры, предпочтительна конфигурация с параллельным потоком. При этом противоточный теплообменник имеет более значительные преимущества по сравнению с конструкцией с параллельным потоком.Где это может снизить тепловое напряжение и обеспечить более равномерную скорость теплопередачи.

2. Кожухотрубный теплообменник.

Основными составляющими этого типа теплообменника являются трубная коробка, кожух, передние задние концевые коллекторы и перегородки или ребра.

Перегородки используются для поддержки трубок, направления потока текучей среды к трубам приблизительно естественным образом и максимизации турбулентности текучей среды оболочки. Существует множество различных видов перегородок, а также выбор формы, расстояния и геометрии перегородок в зависимости от допустимой скорости потока при падении силы со стороны кожуха, необходимости в опоре трубы и вибраций, вызванных потоком. Доступны несколько вариантов кожухотрубных теплообменников; Отличия заключаются в расположении потоков и деталях конструкции.

В применении для охлаждения воздуха с использованием кожухотрубной технологии (например, промежуточный охладитель / охладитель наддувочного воздуха для двигателей внутреннего сгорания ) на трубы могут быть добавлены ребра для увеличения площади теплопередачи на воздушной стороне и создания конфигурации труб и ребер.

3. Пластинчатый теплообменник Пластинчатый теплообменник содержит множество тонких теплообменных пластин, соединенных вместе. Расположение прокладок каждой пары пластин обеспечивает две отдельные системы каналов. Каждая пара пластин образует канал, по которому может течь жидкость. Пары крепятся методами сварки и болтового соединения. Ниже показаны компоненты теплообменника.

В одинарных каналах конфигурация прокладок позволяет протекать через них. Таким образом, это позволяет основной и вторичной среде течь в противотоке. Пластинчатый теплообменник с прокладкой имеет зону нагрева из гофрированных пластин. Прокладка действует как уплотнение между пластинами, и они расположены между рамой и прижимными пластинами. Жидкость течет в теплообменнике в противотоке. Производятся эффективные тепловые характеристики. Плиты выпускаются разной глубины, размеров и гофрированной формы. Доступны различные типы пластин, в том числе пластинчатые и рамные, пластинчатые и кожухо-спиральные пластинчатые теплообменники. Площадь распределения гарантирует поток жидкости ко всей поверхности теплопередачи. Это помогает предотвратить застойные участки, которые могут вызвать скопление нежелательного материала на твердых поверхностях.Высокая турбулентность потока между пластинами приводит к большей передаче тепла и снижению давления.

4. Конденсаторы и котлы Теплообменники, использующие двухфазную систему теплопередачи, - это конденсаторы, котлы и испарители. Конденсаторы - это приборы, которые собирают и охлаждают горячий газ или пар до точки конденсации и преобразуют газ в жидкую форму. Точка, в которой жидкость превращается в газ, называется испарением, и наоборот, конденсацией. Поверхностный конденсатор - это наиболее распространенный тип конденсатора, в котором он включает устройство подачи воды. На рисунке 5 ниже показан двухходовой поверхностный конденсатор.

Давление пара на выходе из турбины низкое, где плотность пара очень мала, где скорость потока очень высока. Чтобы предотвратить снижение давления при движении пара от турбины к конденсатору, конденсаторный блок помещается под ним и соединяется с турбиной. Внутри трубок охлаждающая вода течет параллельно, в то время как пар движется вертикально вниз из широкого отверстия наверху и проходит через трубку. Кроме того, котлы относятся к категории теплообменников начального применения. Слово парогенератор регулярно использовалось для описания котельной, в которой поток горячей жидкости является источником тепла, а не продуктами сгорания. В зависимости от габаритов и комплектации котлы изготавливаются.Некоторые котлы могут производить только горячую жидкость, в то время как другие предназначены для производства пара.


Кожухотрубный теплообменник [ править ]

Кожухотрубный теплообменник

Кожухотрубные теплообменники состоят из ряда трубок, содержащих жидкость, которую необходимо либо нагревать, либо охлаждать. Вторая жидкость течет по трубкам, которые нагреваются или охлаждаются, так что она может либо обеспечивать тепло, либо поглощать необходимое тепло. Набор трубок называется пучком труб и может состоять из нескольких типов труб: гладких, с продольным оребрением и т. Д. Кожухотрубные теплообменники обычно используются для приложений с высоким давлением (с давлением более 30 бар и температурой выше чем 260 ° C). [4] Это связано с тем, что кожухотрубные теплообменники отличаются прочностью благодаря своей форме.
При проектировании труб в кожухотрубных теплообменниках необходимо учитывать несколько конструктивных особенностей теплового режима: Может быть много вариантов конструкции кожухотрубных теплообменников. Как правило, концы каждой трубки соединяются с воздухозаборниками (иногда называемыми водяными камерами ) через отверстия в трубных решетках. Трубки могут быть прямыми или изогнутыми в форме U, называемыми U-образными трубками.

  • Диаметр трубки: использование трубки небольшого диаметра делает теплообменник экономичным и компактным. Однако более вероятно, что теплообменник засоряется быстрее, а небольшой размер затрудняет механическую очистку засорения. Чтобы решить проблемы загрязнения и очистки, можно использовать трубы большего диаметра. Таким образом, чтобы определить диаметр трубы, необходимо учитывать доступное пространство, стоимость и характер загрязнения жидкостей.
  • Толщина труб: Толщина стенки трубок обычно определяется для обеспечения:
    • Достаточно места для коррозии
    • Эта вызванная потоком вибрация имеет сопротивление
    • Осевая сила
    • Наличие запчастей
    • Прочность обруча (выдерживать внутреннее давление в трубке)
    • Прочность на изгиб (выдерживать избыточное давление в оболочке)
  • Длина трубки: теплообменники обычно дешевле, если у них меньший диаметр корпуса и большая длина трубки. Таким образом, обычно цель состоит в том, чтобы сделать теплообменник как можно более длинным физически, не превышая при этом производственных возможностей. Однако для этого существует множество ограничений, в том числе доступное пространство на месте установки и необходимость обеспечения наличия трубок длины, вдвое превышающей требуемую длину (чтобы их можно было вынуть и заменить). Кроме того, длинные тонкие трубки сложно вынуть и заменить.
  • Шаг трубок: при проектировании труб целесообразно обеспечить, чтобы шаг трубок (т. Е. Расстояние между центрами соседних трубок) не менее 1,25-кратного наружного диаметра трубок. Больший шаг трубок приводит к большему общему диаметру кожуха, что приводит к более дорогому теплообменнику.
  • Гофрирование труб: этот тип трубок, в основном используемых для внутренних труб, увеличивает турбулентность жидкостей, и этот эффект очень важен для теплопередачи, обеспечивая лучшую производительность.
  • Расположение трубок: относится к тому, как трубки располагаются внутри оболочки. Существует четыре основных типа расположения трубок: треугольный (30 °), повернутый треугольник (60 °), квадрат (90 °) и повернутый квадрат (45 °). Треугольные формы используются для обеспечения большей теплопередачи, поскольку они заставляют жидкость течь более турбулентно по трубопроводу. Квадратная форма используется там, где наблюдается сильное загрязнение и очистка более регулярная.
  • Тип трубчатой ​​трубы с технологией труб и ребер, используемой для промежуточных охладителей, производства MOTA
    Конструкция перегородки : перегородкииспользуются в кожухотрубных теплообменниках для направления жидкости через пучок труб. Они проходят перпендикулярно оболочке и удерживают пучок, предотвращая провисание трубок на большой длине. Они также могут предотвратить вибрацию трубок. Наиболее распространенный тип перегородки - сегментная перегородка. Полукруглые сегментные перегородки ориентированы под углом 180 градусов к соседним перегородкам, заставляя жидкость течь вверх и вниз между пучком труб. Расстояние между перегородками имеет большое значение с точки зрения термодинамики при проектировании кожухотрубных теплообменников. Перегородки должны располагаться с учетом преобразования перепада давления и теплопередачи. Для термоэкономической оптимизации рекомендуется, чтобы перегородки располагались не ближе 20% внутреннего диаметра оболочки.Слишком близкое расположение перегородок приводит к большему падению давления из-за перенаправления потока. Следовательно, слишком большое расстояние между перегородками означает, что в углах между перегородками могут быть более прохладные места. Также важно убедиться, что перегородки расположены достаточно близко, чтобы трубы не провисали. Другой основной тип перегородки - это дисковая и кольцевая перегородка, которая состоит из двух концентрических перегородок. Внешняя более широкая перегородка выглядит как бублик, а внутренняя перегородка имеет форму диска. Этот тип перегородки заставляет жидкость проходить вокруг каждой стороны диска, а затем через кольцевую перегородку, создавая другой тип потока жидкости.Также важно убедиться, что перегородки расположены достаточно близко, чтобы трубы не провисали. Другой основной тип перегородки - это дисковая и кольцевая перегородка, которая состоит из двух концентрических перегородок. Внешняя более широкая перегородка выглядит как бублик, а внутренняя перегородка имеет форму диска. Этот тип перегородки заставляет жидкость проходить вокруг каждой стороны диска, а затем через кольцевую перегородку, создавая другой тип потока жидкости.Также важно убедиться, что перегородки расположены достаточно близко, чтобы трубы не провисали. Другой основной тип перегородки - это дисковая и кольцевая перегородка, которая состоит из двух концентрических перегородок. Внешняя более широкая перегородка выглядит как бублик, а внутренняя перегородка имеет форму диска. Этот тип перегородки заставляет жидкость проходить вокруг каждой стороны диска, а затем через кольцевую перегородку, создавая другой тип потока жидкости.
  • Конструкция труб и ребер: при охлаждении воздуха с использованием кожухотрубной технологии (например, промежуточный охладитель / охладитель наддувочного воздуха для двигателей внутреннего сгорания ) разница в теплопередаче между воздухом и холодной жидкостью может быть такой, что необходимо увеличить площадь теплопередачи на воздушной стороне. Для этой функции к трубкам можно добавить ребра, чтобы увеличить площадь теплопередачи на воздушной стороне и создать конфигурацию труб и ребер.

Неподвижные трубчатые теплообменники с жидкостным охлаждением, особенно подходящие для судовых и суровых условий эксплуатации, могут быть собраны с латунными или алюминиевыми кожухами, медными или медно-никелевыми трубами, латунными перегородками и встроенными концевыми ступицами из кованой латуни. [5] (См .: Медь в теплообменниках ).

Концептуальная схема пластинчато-рамочного теплообменника.
Однопластинчатый теплообменник
Сменный пластинчатый теплообменник, применяемый непосредственно в системе бассейна.

Пластинчатые теплообменники [ править ]

Другой тип теплообменника - пластинчатый теплообменник . Эти теплообменники состоят из множества тонких, слегка разделенных пластин, которые имеют очень большую площадь поверхности и небольшие проходы для потока жидкости для передачи тепла. Достижения в технологии прокладок и пайки сделали пластинчатый теплообменник все более практичным. В системах отопления , вентиляции и кондиционирования воздуха большие теплообменники этого типа называются пластинчато-рамными.; при использовании в открытых контурах эти теплообменники обычно имеют прокладочный тип, что позволяет проводить периодическую разборку, очистку и осмотр. Существует много типов пластинчатых теплообменников с постоянным соединением, например, пайки погружением, вакуумной пайки и сварных пластин, и они часто используются для применений с замкнутым контуром, таких как охлаждение . Пластинчатые теплообменники также различаются типами используемых пластин и конфигурациями этих пластин. На некоторых пластинах могут быть нанесены «шевроны», углубления или другие узоры, тогда как на других могут быть обработаны ребра и / или канавки.

По сравнению с кожухотрубными теплообменниками конструкция с пакетом пластин обычно имеет меньший объем и меньшую стоимость. Другое различие между ними заключается в том, что пластинчатые теплообменники обычно обслуживают жидкости от низкого до среднего давления, по сравнению со средним и высоким давлением кожухотрубных. Третье и важное отличие состоит в том, что пластинчатые теплообменники используют больше противотока, чем перекрестного тока, что позволяет снизить разницу температур приближения, высокие изменения температуры и повысить эффективность.

Пластинчатый теплообменник [ править ]

Третий тип теплообменника - это пластинчатый теплообменник, сочетающий пластинчатый теплообменник с кожухотрубными теплообменниками. Сердце теплообменника состоит из полностью сварного пакета круглых пластин, изготовленного путем прессования и резки круглых пластин и их сварки. Форсунки переносят поток внутрь и из пакета пластин (путь потока «на стороне пластины»). Полностью сварной пакет пластин собирается во внешнюю оболочку, которая создает второй путь потока («Сторона оболочки»). Технология пластин и кожухов обеспечивает высокую теплопередачу, высокое давление, высокую рабочую температуру , компактный размер, низкое загрязнение и близкую температуру. В частности, он полностью обходится без прокладок, что обеспечивает защиту от протечек при высоких давлениях и температурах.

Теплообменник с адиабатическим колесом [ править ]

В теплообменнике четвертого типа используется промежуточный жидкий или твердый накопитель для удержания тепла, которое затем перемещается на другую сторону теплообменника для высвобождения. Двумя примерами этого являются адиабатические колеса, которые состоят из большого колеса с мелкой резьбой, вращающейся через горячие и холодные жидкости, и жидкостных теплообменников.

Пластинчато-ребристый теплообменник [ править ]

В этом типе теплообменника используются проходы с ребрами, расположенные в виде «сэндвичей», для повышения эффективности агрегата. Конструкции включают поперечный поток и противоток в сочетании с различными конфигурациями ребер, такими как прямые ребра, смещенные ребра и волнистые ребра.

Пластинчатые и ребристые теплообменники обычно изготавливаются из алюминиевых сплавов, которые обеспечивают высокую эффективность теплопередачи. Материал позволяет системе работать при более низком перепаде температур и уменьшать вес оборудования. Пластинчатые и ребристые теплообменники в основном используются в низкотемпературных системах, таких как заводы по сжижению природного газа, гелия и кислорода , воздухоразделительные установки и транспортные отрасли, такие как двигатели и авиационные двигатели .

Преимущества пластинчато-ребристых теплообменников:

  • Высокая эффективность теплопередачи, особенно при очистке газа
  • Большая площадь теплопередачи
  • Примерно в 5 раз легче кожухотрубного теплообменника.
  • Способен выдерживать высокое давление

Недостатки пластинчато-ребристых теплообменников:

  • Может вызвать засорение, так как проходы очень узкие
  • Трудно очистить дорожки
  • Алюминиевые сплавы чувствительны к ртути Жидких охрупчиваний Failure

Подушка пластинчатого теплообменника [ править ]

Теплообменник подушки пластины обычно используются в молочной промышленности для охлаждения молока в больших прямом расширении нержавеющей стали объемных танков . Подушка обеспечивает охлаждение почти по всей поверхности резервуара без зазоров, которые могут возникнуть между трубами, приваренными к внешней стороне резервуара.

Пластина подушки изготовлена ​​из тонкого металлического листа, приваренного точечной сваркой к поверхности другого более толстого листа металла. Тонкая пластина приваривается в виде правильного рисунка точек или извилистого рисунка сварных линий. После сварки в замкнутом пространстве создается давление, достаточное для того, чтобы тонкий металл выпирал вокруг сварных швов, создавая пространство для протекания жидкостей теплообменника и создавая характерный вид набухшей подушки, сформированной из металла.

Жидкостные теплообменники [ править ]

Это теплообменник, в котором газ проходит вверх через поток жидкости (часто воды), а затем жидкость забирается в другое место перед охлаждением. Это обычно используется для охлаждения газов, а также для удаления определенных примесей, таким образом решая сразу две проблемы. Он широко используется в кофемашинах эспрессо в качестве энергосберегающего метода охлаждения перегретой воды для использования при экстракции эспрессо.

Установки утилизации отходящего тепла [ править ]

Блок утилизации отходящего тепла (WHRU) - это теплообменник, который утилизирует тепло из потока горячего газа, передавая его рабочей среде, обычно воде или маслам. Поток горячего газа может быть отработавшим газом газовой турбины или дизельного двигателя или отработанным газом промышленности или нефтеперерабатывающего завода.

Большие системы с большими объемными и температурными газовыми потоками, типичными для промышленности, могут извлечь выгоду из парового цикла Ренкина (SRC) в установке утилизации отходящего тепла, но эти циклы слишком дороги для небольших систем. Для рекуперации тепла из низкотемпературных систем требуются рабочие жидкости, отличные от пара.

Блок рекуперации отходящего тепла с органическим циклом Ренкина (ORC) может быть более эффективным в диапазоне низких температур с использованием хладагентов, которые кипят при более низких температурах, чем вода. Типичными органическими хладагентами являются аммиак , пентафторпропан (R-245fa и R-245ca) и толуол .

Хладагент кипятится источником тепла в испарителе с образованием перегретого пара. Эта жидкость расширяется в турбине для преобразования тепловой энергии в кинетическую энергию, которая преобразуется в электричество в электрическом генераторе. Этот процесс передачи энергии снижает температуру хладагента, который, в свою очередь, конденсируется. Цикл замыкается и завершается с помощью насоса, чтобы отправить жидкость обратно в испаритель.

Скребковый теплообменник с динамической поверхностью [ править ]

Другой тип теплообменника называется « (динамический) скребковый теплообменник ». Он в основном используется для нагрева или охлаждения продуктов с высокой вязкостью , процессов кристаллизации , испарения и приложений с сильным обрастанием . Длительное время работы достигается за счет постоянного соскабливания поверхности, что позволяет избежать загрязнения и обеспечить стабильную скорость теплопередачи во время процесса.

Теплообменники с фазовым переходом [ править ]

Типичный котел-ребойлер, используемый для промышленных ректификационных колонн
Типовой поверхностный конденсатор с водяным охлаждением

В дополнение к нагреву или охлаждению жидкостей только в одной фазе , теплообменники могут использоваться либо для нагрева жидкости с целью ее испарения (или кипения), либо в качестве конденсаторов для охлаждения пара и конденсации его в жидкость. В химических заводах и заводах , ребойлеры используются для нагрева поступающего корма для дистилляции башни часто теплообменников. [6] [7]

В установках дистилляции обычно используются конденсаторы для конденсации паров дистиллята обратно в жидкость.

Электростанции , что использование пар управляемого общества турбины обычно используют теплообменники для кипячения воды в пар . Теплообменники или аналогичные установки для производства пара из воды часто называют котлами или парогенераторами.

На атомных электростанциях, называемых реакторами с водой под давлением , специальные большие теплообменники передают тепло из первичной системы (реакторная установка) во вторичную систему (паровая установка), производя при этом пар из воды. Их называют парогенераторами . Все электростанции, работающие на ископаемом топливе, и атомные электростанции, использующие паровые турбины, имеют поверхностные конденсаторы для преобразования отработавшего пара от турбин в конденсат (воду) для повторного использования. [8] [9]

Для сохранения энергии и охлаждающей способности на химических и других предприятиях регенеративные теплообменники могут передавать тепло от потока, который необходимо охлаждать, к другому потоку, который необходимо нагревать, например, для охлаждения дистиллята и предварительного нагрева сырья ребойлера.

Этот термин также может относиться к теплообменникам, которые содержат в своей структуре материал, имеющий изменение фазы. Обычно это фаза от твердой до жидкой из-за небольшой разницы в объемах между этими состояниями. Это изменение фазы эффективно действует как буфер, поскольку происходит при постоянной температуре, но все же позволяет теплообменнику принимать дополнительное тепло. Одним из примеров, где это было исследовано, является использование в электронике самолетов большой мощности.

Теплообменники, работающие в режимах многофазного потока, могут быть подвержены неустойчивости Лединегга .

Теплообменники с прямым контактом [ править ]

В теплообменниках с прямым контактом происходит передача тепла между горячим и холодным потоками двух фаз при отсутствии разделительной стенки. [10] Таким образом, такие теплообменники можно классифицировать как:

  • Газ - жидкость
  • Несмешивающаяся жидкость - жидкость
  • Твердое жидкое или твердое тело - газ

Большинство теплообменников прямого контакта подпадают под категорию газ - жидкость, где тепло передается между газом и жидкостью в виде капель, пленок или брызг. [4]

Такие типы теплообменников используются преимущественно в установках кондиционирования , увлажнения , промышленного водяного отопления, водяного охлаждения и конденсационных установках. [11]

Микроканальные теплообменники [ править ]

Микроканальные теплообменники - это многопроходные теплообменники с параллельным потоком, состоящие из трех основных элементов: коллекторов (впускной и выпускной), многопроходных трубок с гидравлическим диаметром менее 1 мм и ребер. Все элементы обычно спаиваются вместе с использованием процесса пайки в контролируемой атмосфере. Микроканальные теплообменники характеризуются высоким коэффициентом теплопередачи, низкой заправкой хладагента, компактными размерами и меньшими перепадами давления в воздушной зоне по сравнению с теплообменниками с оребрением. [13] Микроканальные теплообменники широко используются в автомобильной промышленности в качестве радиаторов автомобилей, а также в качестве конденсаторов, испарителей и охлаждающих / нагревательных змеевиков в индустрии отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.

Микро-теплообменники, микротеплообменники или микроструктурированные теплообменники - это теплообменники, в которых (по крайней мере, одна) жидкость течет в боковых ограничениях с типичными размерами менее 1 мм. Наиболее типичным подобным ограничением являются микроканалы , представляющие собой каналы с гидравлическим диаметром менее 1 мм. Микроканальные теплообменники могут быть изготовлены из металла или керамики. [14] Микроканальные теплообменники могут использоваться во многих областях, включая:

  • высокоэффективные авиационные газотурбинные двигатели [15]
  • тепловые насосы [16]
  • кондиционер [17]

Воздушные змеевики HVAC [ править ]

Одно из самых широких применений теплообменников - это кондиционирование воздуха в зданиях и транспортных средствах. Этот класс теплообменников обычно называют воздушными змеевиками или просто змеевиками из-за их часто змеевидного внутреннего трубопровода. Змеевики HVAC типа " воздух-воздух" или "воздух-жидкость" обычно имеют модифицированное поперечное расположение. В транспортных средствах нагревательные змеевики часто называют сердечниками нагревателя .

На жидкостной стороне этих теплообменников обычными жидкостями являются вода, водно-гликолевый раствор, пар или хладагент . Для нагревательных змеевиков наиболее распространены горячая вода и пар, и эта нагретая жидкость подается , например, от бойлеров . Для охлаждающих змеевиков чаще всего используются охлажденная вода и хладагент. Охлажденная вода подается из чиллера, который потенциально может быть расположен очень далеко, но хладагент должен поступать из ближайшей конденсаторной установки. Когда используется хладагент, охлаждающий змеевик является испарителем в парокомпрессионном холодильном цикле. Змеевики HVAC, в которых используется прямое расширение хладагента, обычно называют змеевиками DX.. Некоторые катушки DX относятся к «микроканальному» типу. [18]

На воздушной стороне змеевиков HVAC существует значительная разница между змеевиками, используемыми для нагрева, и теми, которые используются для охлаждения. Из-за психрометрии в охлаждаемом воздухе часто конденсируется влага, за исключением очень сухих воздушных потоков. Нагревание воздуха увеличивает способность этого воздушного потока удерживать воду. Таким образом, нагревательные змеевики не должны учитывать конденсацию влаги на воздушной стороне, но охлаждающие змеевики должны быть соответствующим образом спроектированы и выбраны с учетом их конкретных скрытых (влажность), а также ощутимых (охлаждение) нагрузок. Удаляемая вода называется конденсатом .

Во многих климатических условиях водяные или паровые змеевики HVAC могут подвергаться воздействию низких температур. Поскольку вода расширяется при замерзании, эти довольно дорогие и трудно заменяемые тонкостенные теплообменники могут быть легко повреждены или разрушены всего за одно замерзание. Таким образом, защита змеевиков от замерзания является серьезной проблемой для проектировщиков, монтажников и операторов систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.

Введение углублений внутри теплообменных ребер контролирует конденсацию, позволяя молекулам воды оставаться в охлажденном воздухе. Это изобретение позволило обеспечить охлаждение без обледенения охлаждающего механизма. [19]

Теплообменники в печах с прямым сгоранием , типичные для многих жилых домов, не являются змеевиками. Вместо этого они представляют собой теплообменники газ-воздух, которые обычно изготавливаются из штампованной листовой стали. Продукты сгорания проходят по одной стороне этих теплообменников, а воздух нагревается по другой. Взломан теплообменник поэтому опасная ситуация , которая требует немедленного внимания , поскольку продукты сгорания могут ввести жизненное пространство.

Спиральные теплообменники [ править ]

Эскиз спирального теплообменника, который состоит из оболочки, сердечника и трубок ( проект Скотта С. Харабурды ).

Хотя конструкция двухтрубных теплообменников является самой простой, в следующих случаях лучшим выбором будет спиральный теплообменник (HCHE):

  • Основным преимуществом HCHE, как и спирального теплообменника (SHE), является его высокоэффективное использование пространства, особенно когда оно ограничено и невозможно проложить достаточно прямой трубы. [20]
  • В условиях низкого расхода (или ламинарного потока ), когда типичные кожухотрубные теплообменники имеют низкие коэффициенты теплопередачи и становятся неэкономичными. [20]
  • Когда в одной из жидкостей низкое давление, обычно из-за накопленных падений давления в другом технологическом оборудовании. [20]
  • Когда одна из жидкостей содержит компоненты в нескольких фазах (твердые вещества, жидкости и газы), это может создавать механические проблемы во время операций, например, закупорку труб малого диаметра. [21] Очистка спиральных змеевиков для этих многофазных жидкостей может оказаться более сложной задачей, чем для их кожухотрубного аналога; однако спиральный змеевик нужно чистить реже.

Они использовались в ядерной промышленности в качестве метода теплообмена в натриевой системе для больших жидкометаллических реакторов на быстрых нейтронах с начала 1970-х годов с использованием устройства HCHE, изобретенного Чарльзом Э. Бордманом и Джоном Х. Гермером . [22] Существует несколько простых методов проектирования HCHE для всех типов обрабатывающей промышленности, таких как использование метода Рамачандры К. Патила (и др.) Из Индии и метода Скотта С. Харабурды из США . [20] [21]

Однако они основаны на предположениях об оценке внутреннего коэффициента теплопередачи, прогнозировании потока вокруг внешней стороны змеевика и при постоянном тепловом потоке. [23] Тем не менее, недавние экспериментальные данные показали, что эмпирические корреляции вполне согласуются для проектирования ГКГЭ с круглой и квадратной диаграммой направленности. [24] В ходе исследований, опубликованных в 2015 году, несколько исследователей обнаружили, что граничные условия на внешней стенке теплообменников по существу представляют собой условия постоянного теплового потока в котлах, конденсаторах и испарителях электростанций; в то время как условия конвективного теплообмена были более подходящими в пищевой, автомобильной и перерабатывающей промышленности. [25]

Спиральные теплообменники [ править ]

Схематический чертеж спирального теплообменника.

Модификация перпендикулярного потока типичного HCHE включает замену кожуха другой спиральной трубой, позволяющей двум жидкостям течь параллельно друг другу, и что требует использования различных расчетов конструкции. [26] Это спиральные теплообменники (SHE), которые могут относиться к спиральной (спиральной) трубной конфигурации, в более общем смысле этот термин относится к паре плоских поверхностей, которые скручены, чтобы сформировать два канала в противотоке. расположение. Каждый из двух каналов имеет один длинный изогнутый путь. Пара отверстий для жидкости соединена тангенциально с внешними рукавами спирали, а осевые отверстия являются обычными, но необязательными. [27]

Главное преимущество SHE - это очень эффективное использование пространства. Этот атрибут часто используется и частично перераспределяется для получения других улучшений производительности в соответствии с хорошо известными компромиссами в конструкции теплообменника. (Заметный компромисс между капитальными затратами и эксплуатационными расходами.) Компактная SHE может использоваться, чтобы иметь меньшую занимаемую площадь и, следовательно, более низкие общие капитальные затраты, или SHE увеличенного размера может использоваться, чтобы иметь меньший перепад давления , меньшую энергию перекачивания , более высокую тепловой КПД и более низкие затраты на энергию.

Строительство [ править ]

Расстояние между листами в спиральных каналах поддерживается за счет использования распорных шпилек, которые были приварены перед прокаткой. После того, как основной спиральный пакет свернут, свариваются чередующиеся верхний и нижний края, и каждый конец закрывается плоской или конической крышкой с прокладками, прикрученной к корпусу болтами. Это гарантирует отсутствие смешивания двух жидкостей. Любая утечка происходит из периферийной крышки в атмосферу или в канал, содержащий ту же жидкость. [28]

Самоочистка [ править ]

Спиральные теплообменники часто используются для нагрева жидкостей, которые содержат твердые частицы и, таким образом, имеют тенденцию загрязнять внутреннюю часть теплообменника. Низкое падение давления позволяет SHE легче справляться с загрязнениями. В SHE используется механизм «самоочистки», при котором загрязненные поверхности вызывают локальное увеличение скорости жидкости, тем самым увеличивая сопротивление (или трение жидкости ) на загрязненной поверхности, тем самым помогая устранить засорение и поддерживать теплообменник в чистоте. «Внутренние стенки, составляющие поверхность теплопередачи, часто бывают довольно толстыми, что делает SHE очень прочным и способным долго работать в сложных условиях». [ необходима цитата ] Они также легко чистятся, открываясь, как духовкагде любые скопления загрязнений можно удалить промывкой под давлением .

Самоочищающиеся фильтры для воды используются для поддержания чистоты и работоспособности системы без необходимости выключения или замены картриджей и пакетов.

Схема потока [ править ]

Сравнение операций и эффектов параллельной и противоточной систем обмена показано на верхней и нижней диаграммах соответственно. В обоих случаях предполагается (и указывается), что красный цвет имеет более высокое значение (например, температуру), чем синий, и что свойство, передаваемое в каналах, поэтому передается от красного к синему. Обратите внимание, что каналы являются смежными, если должен произойти эффективный обмен (т. Е. Между каналами не может быть промежутка).

В спиральном теплообменнике есть три основных типа потоков:

  • Противоточный поток : жидкости текут в противоположных направлениях. Они используются для жидкостно-жидкостного, конденсационного и газового охлаждения. Агрегаты обычно устанавливаются вертикально при конденсации пара и горизонтально при работе с высокими концентрациями твердых веществ.
  • Спиральный поток / поперечный поток: одна жидкость находится в спиральном потоке, а другая - в поперечном. Спиральные проточные каналы приварены с каждой стороны спирального теплообменника этого типа. Этот тип потока подходит для работы с газом низкой плотности, который проходит через поперечный поток, что позволяет избежать потери давления. Его можно использовать для применений жидкость-жидкость, если одна жидкость имеет значительно больший расход, чем другая.
  • Распределенный пар / спиральный поток: эта конструкция представляет собой конденсатор и обычно устанавливается вертикально. Он предназначен для переохлаждения как конденсата, так и неконденсируемых газов. Охлаждающая жидкость движется по спирали и выходит через верх. Попадающие горячие газы уходят в виде конденсата через нижний выпуск.

Приложения [ править ]

Спиральный теплообменник подходит для таких применений, как пастеризация, нагрев реактора, рекуперация тепла, предварительный нагрев (см .: рекуператор ) и охлаждение сточных вод. Для обработки шлама теплообменники SHE обычно меньше по размеру, чем другие типы теплообменников. [ необходима цитата ] Они используются для передачи тепла.

Выбор [ править ]

Выбор оптимальных теплообменников является сложной задачей из-за множества переменных. Возможны ручные вычисления, но обычно требуется много итераций. Таким образом, теплообменники чаще всего выбираются с помощью компьютерных программ либо проектировщиками системы, которые обычно являются инженерами , либо поставщиками оборудования.

Чтобы выбрать подходящий теплообменник, разработчики системы (или поставщики оборудования) должны сначала рассмотреть конструктивные ограничения для каждого типа теплообменника. Хотя стоимость часто является основным критерием, важны несколько других критериев выбора:

  • Пределы высокого / низкого давления
  • Тепловые характеристики
  • Температурные диапазоны
  • Смесь продуктов (жидкость / жидкость, твердые частицы или жидкость с высоким содержанием твердых частиц)
  • Падение давления в теплообменнике
  • Пропускная способность жидкости
  • Возможность очистки, обслуживания и ремонта
  • Материалы необходимые для строительства
  • Возможность и легкость дальнейшего расширения
  • Выбор материалов, таких как медь , алюминий , углеродистая сталь , нержавеющая сталь , никелевые сплавы , керамика , полимер и титан .

Технологии змеевиков малого диаметра становятся все более популярными в современных системах кондиционирования воздуха и охлаждения, поскольку они имеют лучшую скорость теплопередачи, чем змеевики конденсатора и испарителя обычных размеров с круглыми медными трубками и алюминиевым или медным ребром, которые были стандартом в отрасли отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Змеевики малого диаметра могут выдерживать более высокое давление, требуемое для нового поколения более экологически чистых хладагентов. В настоящее время доступны две технологии змеевиков малого диаметра для систем кондиционирования и охлаждения: медные микроканалы [29] и паяные алюминиевые микроканалы. [ необходима цитата ]

Выбор подходящего теплообменника (HX) требует определенных знаний о различных типах теплообменников, а также об окружающей среде, в которой должен работать агрегат. Обычно в обрабатывающей промышленности несколько различных типов теплообменников используются только для одного процесса или системы для получения конечного продукта. Например, котел HX для предварительного нагрева, двухтрубный HX для «несущей» жидкости и пластина и рама HX для окончательного охлаждения. Обладая достаточными знаниями о типах теплообменников и эксплуатационных требованиях, можно сделать соответствующий выбор для оптимизации процесса. [30]

Мониторинг и обслуживание [ править ]

Онлайн-мониторинг коммерческих теплообменников осуществляется путем отслеживания общего коэффициента теплопередачи. Общий коэффициент теплопередачи имеет тенденцию к снижению со временем из-за загрязнения.

Периодически рассчитывая общий коэффициент теплопередачи по расходам и температурам теплообменника, владелец теплообменника может оценить, когда очистка теплообменника экономически привлекательна.

Проверка целостности пластинчатого и трубчатого теплообменника может быть проверена на месте с помощью методов измерения проводимости или газообразного гелия. Эти методы подтверждают целостность пластин или трубок для предотвращения перекрестного загрязнения и состояния прокладок.

Контроль механической целостности труб теплообменника может проводиться неразрушающими методами, такими как вихретоковый контроль.

Обрастание [ править ]

Теплообменник паровой электростанции загрязнен макрообрастанием.

Обрастание происходит, когда на поверхности теплообмена оседают загрязнения. Осаждение этих примесей может со временем значительно снизить эффективность теплопередачи и вызвано:

  • Низкое напряжение сдвига стенки
  • Низкие скорости жидкости
  • Высокая скорость жидкости
  • Продукт реакции твердое осаждение
  • Осаждение растворенных примесей из-за повышенной температуры стенок

Скорость загрязнения теплообменника определяется скоростью осаждения частиц за вычетом повторного уноса / подавления. Эта модель была первоначально предложена в 1959 году Керном и Ситоном.

Загрязнение теплообменника сырой нефти . При промышленной переработке сырой нефти сырая нефть нагревается от 21 ° C (70 ° F) до 343 ° C (649 ° F) перед подачей в дистилляционную колонну. Серия кожухотрубных теплообменников обычно обменивает тепло между сырой нефтью и другими нефтяными потоками, чтобы нагреть сырую нефть до 260 ° C (500 ° F) перед нагревом в печи. Обрастание происходит на сырой стороне этих теплообменников из-за нерастворимости асфальтенов. Природа растворимости асфальтенов в сырой нефти была успешно смоделирована Вие и Кеннеди. [31] Осаждение нерастворимых асфальтенов в линиях предварительного нагрева сырой нефти было успешно смоделировано как реакция первого порядка Эбертом и Панчалом [32], которые расширили работу Керна и Ситона.

Обрастание охлаждающей воды . Системы водяного охлаждения подвержены загрязнению. Охлаждающая вода обычно имеет высокое общее содержание растворенных твердых частиц и взвешенных коллоидных твердых частиц. Локальное осаждение растворенных твердых частиц происходит на поверхности теплообмена из-за того, что температура стенок выше, чем температура жидкости в объеме. Низкие скорости жидкости (менее 3 футов / с) позволяют взвешенным твердым частицам оседать на поверхности теплообмена. Охлаждающая вода обычно находится на трубной стороне кожухотрубного теплообменника, поскольку ее легко чистить. Чтобы предотвратить засорение, конструкторы обычно следят за тем, чтобы скорость охлаждающей воды была выше 0,9 м / с, а температура жидкости в объеме поддерживалась ниже 60 ° C (140 ° F). Другие подходы к борьбе с загрязнением сочетают в себе «слепое» применение биоцидов. и химикаты против накипи с периодическими лабораторными испытаниями.

Обслуживание [ править ]

Пластинчатые и рамные теплообменники можно периодически разбирать и чистить. Трубчатые теплообменники можно очищать такими методами, как кислотная очистка, пескоструйная очистка , струя воды под высоким давлением , пулевая очистка или буровые штанги.

В крупномасштабных системах водяного охлаждения для теплообменников обработка воды, такая как очистка, добавление химикатов и тестирование, используется для минимизации загрязнения теплообменного оборудования. Другая обработка воды также используется в паровых системах для электростанций и т. Д. Для минимизации загрязнения и коррозии теплообменника и другого оборудования.

Различные компании начали использовать технологию колебаний воды для предотвращения биообрастания . Без использования химикатов этот тип технологии помог обеспечить низкий перепад давления в теплообменниках.

В природе [ править ]

Люди [ править ]

Носовые ходы человека служат теплообменником, при этом холодный воздух вдыхается, а теплый - выдыхается. Его эффективность можно продемонстрировать, поместив руку перед лицом и выдохнув сначала через нос, а затем через рот. Воздух, выдыхаемый через нос, значительно холоднее. [33] [34] Этот эффект можно усилить с помощью одежды, например, надев шарф на лицо во время дыхания в холодную погоду.

У видов, у которых есть наружные яички (например, у человека), артерия, ведущая к яичку, окружена сеткой вен, называемой лозовидным сплетением . Это охлаждает кровь, идущую к яичкам, одновременно нагревая возвращающуюся кровь.

Птицы, рыбы, морские млекопитающие [ править ]

Контур предохранения от противоточного обмена

« Противоточные » теплообменники естественным образом встречаются в системе циркуляции рыб , китов и других морских млекопитающих . Артерии к коже, по которым течет теплая кровь, переплетаются с венами от кожи, по которым течет холодная кровь, заставляя теплую артериальную кровь обмениваться теплом с холодной венозной кровью. Это снижает общие потери тепла в холодной воде. Теплообменники также присутствуют в языке усатых китов, поскольку через их пасть течет большой объем воды. [35] [36] Болотные птицы используют аналогичную систему для ограничения потерь тепла от тела через ноги в воду.

Каротидная сетка [ править ]

Сонная артерия - это противоточный теплообменный орган у некоторых копытных . Кровь, поднимающаяся по сонным артериям на пути к мозгу, течет через сеть сосудов, по которым тепло передается в вены с более холодной кровью, спускающейся из носовых проходов. Каротидная сетка позволяет газели Томсона поддерживать температуру своего мозга почти на 3 ° C (5,4 ° F) ниже, чем остальное тело, и, следовательно, помогает переносить всплески метаболического производства тепла, например, связанные с бегством гепардов (во время которых температура тела превышает максимальная температура, при которой мозг может функционировать). [37]

В промышленности [ править ]

Теплообменники широко используются в промышленности как для охлаждения, так и для обогрева крупномасштабных промышленных процессов. Тип и размер используемого теплообменника могут быть адаптированы к процессу в зависимости от типа жидкости, ее фазы, температуры, плотности, вязкости, давления, химического состава и различных других термодинамических свойств.

Во многих промышленных процессах происходит потеря энергии или тепловой поток, который истощается, теплообменники могут использоваться для рекуперации этого тепла и использования его, нагревая другой поток в процессе. Такая практика экономит много денег в промышленности, поскольку тепло, подаваемое в другие потоки от теплообменников, в противном случае поступало бы из внешнего источника, который является более дорогим и более вредным для окружающей среды.

Теплообменники используются во многих отраслях промышленности, в том числе:

  • Очистки сточных вод
  • Холодильное оборудование
  • Вино и пиво решений
  • нефтепереработка
  • Атомная энергия

При очистке сточных вод теплообменники играют жизненно важную роль в поддержании оптимальных температур в анаэробных варочных котлах, способствуя росту микробов, удаляющих загрязнители. Обычными типами теплообменников, используемых в этом приложении, являются двухтрубный теплообменник, а также пластинчатый теплообменник.

В самолете [ править ]

В коммерческих самолетах теплообменники используются для отвода тепла от масляной системы двигателя для нагрева холодного топлива. [38] Это повышает эффективность использования топлива, а также снижает вероятность замерзания воды в компонентах топлива. [39]

Текущий рынок и прогноз [ править ]

В 2012 году мировой спрос на теплообменники оценивается в 42,7 миллиарда долларов США, а в последующие годы ожидается устойчивый рост примерно на 7,8% ежегодно. Ожидается, что рыночная стоимость достигнет 57,9 млрд долларов США к 2016 году и приблизится к 78,16 млрд долларов США к 2020 году. Трубчатые теплообменники и пластинчатые теплообменники по-прежнему являются наиболее широко применяемыми видами продукции. [40]

Модель простого теплообменника [ править ]

Простой теплообмен [41] [42] можно представить как две прямые трубы с потоком жидкости, которые термически связаны. Пусть трубы имеют одинаковую длину L , по ним проходят жидкости с теплоемкостью (энергия на единицу массы на единицу изменения температуры), и пусть массовый расход жидкости через трубы, обе в одном и том же направлении, равен (масса в единицу времени ), где индекс i относится к трубе 1 или трубе 2.

Температурные профили для труб - это и где x - расстояние по трубе. Предположим установившееся состояние, чтобы профили температуры не зависели от времени. Предположим также, что передача тепла от небольшого объема жидкости в одной трубе происходит только к жидкостному элементу в другой трубе, находящемуся в том же месте, то есть передача тепла по трубе отсутствует из-за разницы температур в этой трубе. По закону охлаждения Ньютона скорость изменения энергии небольшого объема жидкости пропорциональна разнице температур между ним и соответствующим элементом в другой трубе:

(это для параллельного потока в том же направлении и противоположных градиентов температуры, но для противоточного теплообмена противотоком знак противоположен во втором уравнении перед ), где - тепловая энергия на единицу длины, а γ - тепловая энергия. константа соединения на единицу длины между двумя трубами. Это изменение внутренней энергии приводит к изменению температуры жидкого элемента. Скорость изменения жидкого элемента, увлекаемого потоком, составляет:

где - «тепловой массовый расход». Дифференциальные уравнения, регулирующие теплообменник, теперь можно записать как:

Обратите внимание, что, поскольку система находится в установившемся состоянии, нет частных производных температуры по времени, а поскольку нет передачи тепла по трубе, нет вторых производных по x, как это находится в уравнении теплопроводности . Эти два связанных дифференциальных уравнения первого порядка могут быть решены для получения:

где , ,

(это для параллельного потока, но для противотока знак перед отрицательным, так что если для одного и того же «теплового массового расхода» в обоих противоположных направлениях градиент температуры постоянен, а температуры линейны по положение x с постоянной разницей вдоль теплообменника, что объясняет, почему противоточная конструкция противоточного обмена является наиболее эффективной)

и A и B - две еще не определенные константы интегрирования. Пусть и - температуры при x = 0, и пусть и - температуры на конце трубы при x = L. Определите средние температуры в каждой трубе как:

Используя приведенные выше решения, эти температуры составляют:

Выбор любых двух из указанных выше температур исключает константы интегрирования, позволяя нам найти остальные четыре температуры. Мы находим полную передаваемую энергию, интегрируя выражения для скорости изменения внутренней энергии на единицу длины:

По закону сохранения энергии сумма двух энергий равна нулю. Величина известна как средняя логарифмическая разница температур и является мерой эффективности теплообменника в передаче тепловой энергии.

См. Также [ править ]

  • Архитектурное Проектирование
  • Химическая инженерия
  • Градирни
  • Медь в теплообменниках
  • Тепловая труба
  • Тепловой насос
  • Вентиляция с рекуперацией тепла
  • Судно с рубашкой
  • Журнал средней разницы температур (LMTD)
  • Судовые теплообменники
  • Машиностроение
  • Микро теплообменник
  • Теплообменник с подвижным слоем
  • Насадочная кровать и, в частности, насадочные колонны
  • Технология перекачивания льда
  • Ребойлер
  • Рекуператор или крестообразный пластинчатый теплообменник
  • Регенератор
  • Бегать по катушке
  • Парогенератор (атомная энергетика)
  • Поверхностный конденсатор
  • Тороидальный компенсатор
  • Термосифон
  • Тепловое колесо или роторный теплообменник (включая колесо энтальпии и осушающее колесо)
  • Инструмент для трубки
  • Отработанное тепло

Ссылки [ править ]

  1. ^ Ахмед Т. Аль-Саммаррай и Камбиз Вафай (2017) Увеличение теплопередачи за счет углов конвергенции в трубе, Числовая теплопередача, Часть A: Приложения, 72: 3, 197-214, https://dx.doi.org/ 10.1080 / 10407782.2017.1372670
  2. ^ Садик Kakaç; Хунтань Лю (2002). Теплообменники: выбор, рейтинг и тепловое проектирование (2-е изд.). CRC Press. ISBN 978-0-8493-0902-1.
  3. ^ Салимпур, М. Р., Аль-Sammarraie, АТ, Forouzandeh, А., и Farzaneh, М. (2019). Конструктивное исполнение круглых многослойных микроканальных радиаторов. Journal of Thermal Science and Engineering Applications, 11 (1), 011001. https://dx.doi.org/10.1115/1.4041196.
  4. ^ a b Сондерс, EA (1988). Теплообменники: выбор, проектирование и строительство. Нью-Йорк: Longman Scientific and Technical.
  5. ^ «Кожухотрубные радиаторы от MOTA (вода, масло, наддувочный воздух, топливо)» . www.motaindustrialcooling.com . Проверено 14 января 2021 .
  6. ^ Кистер, Генри З. (1992). Дизайн дистилляции (1-е изд.). Макгроу-Хилл. ISBN 978-0-07-034909-4.
  7. ^ Перри, Роберт Х .; Грин, Дон В. (1984). Справочник инженеров-химиков Перри (6-е изд.). Макгроу-Хилл. ISBN 978-0-07-049479-4.
  8. ^ Ориентационный курс по контролю за загрязнением воздуха с веб-сайта Учебного института по загрязнению воздуха.
  9. ^ Энергосбережение в паровых системах. Архивировано 27 сентября 2007 г.на Wayback Machine. Рисунок 3a, Схема поверхностного конденсатора (прокрутите до страницы 11 из 34 страниц PDF)
  10. ^ Коулсон, J. & Richardson, J. (1983), Химическая инженерия - Дизайн (единицы СИ), том 6, Пергамон Пресс, Оксфорд.
  11. ^ Хьюитт G, Shires G, Ботт T (1994), процесс передачи тепла, CRC Press Inc., Florida.
  12. ^ Таблица: Различные типы газожидкостных теплообменников с прямым контактом (Hewitt G, Shires G & Bott T, 1994)
  13. ^ Микроканальные теплообменники как усовершенствованная альтернатива традиционным змеевикам HVAC
  14. ^ Ки Роберт Дж .; и другие. (2011). «Разработка, изготовление и оценка керамического противоточного микроканального теплообменника». Прикладная теплотехника . 31 (11): 2004–2012. DOI : 10.1016 / j.applthermaleng.2011.03.009 .
  15. ^ Northcutt B .; Мудавар И. (2012). «Усовершенствованная конструкция модуля микроканального теплообменника с поперечным потоком для высокоэффективных авиационных газотурбинных двигателей». Журнал теплопередачи . 134 (6): 061801. DOI : 10,1115 / 1,4006037 .
  16. ^ Moallem E .; Padhmanabhan S .; Cremaschi L .; Фишер Д.Е. (2012). «Экспериментальное исследование влияния температуры поверхности и удержания воды на характеристики обледенения компактного микроканального теплообменника для систем тепловых насосов». Международный журнал холода . 35 (1): 171–186. DOI : 10.1016 / j.ijrefrig.2011.08.010 .
  17. Перейти ↑ Xu, B., Shi, J., Wang, Y., Chen, J., Li, F., & Li, D. (2014). Экспериментальное исследование засорения системы кондиционирования воздуха с микроканальным теплообменником.
  18. ^ "МИКРОКАНАЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ" (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 4 июня 2013 года.
  19. ^ Patent 2046968 John C Raisley выдан 7 июля 1936; подана 8 января 1934 г. [1]
  20. ^ a b c d Патил, Рамачандра К .; Shende, BW; Гош, Прасанфа К. (13 декабря 1982 г.). «Проектирование спирально-змеевикового теплообменника» . Химическая инженерия . 92 (24): 85–88 . Проверено 14 июля 2015 года .
  21. ^ a b Харабурда, Скотт С. (июль 1995 г.). «Трехфазный поток? Рассмотрим спиральный теплообменник» . Химическая инженерия . 102 (7): 149–151 . Проверено 14 июля 2015 года .
  22. ^ США 3805890 , Бордман, Чарльз и Джон Х. Гермер, «Винтовая Теплообменник», выпущенный в 1974 году 
  23. ^ Ренни, Тимоти Дж. (2004). Численные и экспериментальные исследования двухтрубного спирального теплообменника (PDF) (Ph.D.). Монреаль: Университет Макгилла. С. 3–4 . Проверено 14 июля 2015 года .
  24. ^ Коран, Ашок Б .; Purandare, PS; Мали, К.В. (июнь 2012 г.). "Анализ теплопередачи спирального спирального теплообменника с круговой и квадратной спиральной структурой" (PDF) . Международный журнал инженерных и научных исследований . 2 (6): 413–423 . Проверено 14 июля 2015 года .
  25. ^ Кувадия, Маниш Н .; Дешмук, Гопал К .; Patel, Rankit A .; Бхой, Рамеш Х. (апрель 2015 г.). «Параметрический анализ трубчатого теплообменника со спиральной спиралью при постоянной температуре стенки» (PDF) . Международный журнал инженерных исследований и технологий . 1 (10): 279–285 . Проверено 14 июля 2015 года .
  26. ^ Ренни, Тимоти Дж .; Рагхаван, Виджая Г.С. (сентябрь 2005 г.). «Экспериментальные исследования двухтрубного винтового теплообменника». Экспериментальная терминология и гидродинамика . 29 (8): 919–924. DOI : 10.1016 / j.expthermflusci.2005.02.001 .
  27. ^ «Охлаждающий текст» . Архивировано из оригинала на 2009-02-09 . Проверено 9 сентября 2019 .
  28. ^ EADSaunders (1988). Теплообменники: выбор, проектирование и конструкция Longman Scientific and Technical ISBN 0-582-49491-5 
  29. ^ Микроканавка: преимущество микроканавки; http://www.microgroove.net/
  30. ^
    • Уайт, FM «Тепло- и массообмен» © Addison-Wesley Publishing Co., 1988, стр. 602–604
    • Теплообменники. Архивировано 29 марта 2008 г. в Wayback Machine. Кевин Д. Рафферти, Центр геотермального тепла Джина Калвера, 1996–2001 гг., Последний доступ 17 марта 2008 г.
    • Для инженеров-технологов, использующих оборудование для термической обработки - Основы теплообменников , BNP Media, 2007 г. Последний доступ 17/3/08
  31. ^ IA Виэ и RJ Kennedy, Energy & Fuels, 14, 56 - 63 (2000).
  32. ^ Panchal C; B; и Эберт В., Анализ данных коксования Exxon Crude-Oil-Slip-Stream, Proc of Fouling Mitigation of Industrial Heat-Exchanger Equipment, Сан-Луис-Обиспо, Калифорния, США, стр. 451, июнь 1995 г.
  33. ^ Потеря тепла из дыхательных путей при холода , Центр технической информации Министерства обороны, апрель 1955 г.
  34. ^ Рэндалл, Дэвид Дж .; Уоррен В. Бурггрен; Кэтлин Френч; Роджер Эккерт (2002). Физиология животных Эккерта: механизмы и адаптации . Макмиллан. п. 587 . ISBN 978-0-7167-3863-3.
  35. ^ "Музей естественной истории: Исследования и коллекции: История" . Архивировано из оригинала на 2009-06-14 . Проверено 9 сентября 2019 .
  36. ^ Хейнинг и Мид; Мид, JG (ноябрь 1997 г.). «Терморегуляция пасти кормящихся серых китов». Наука . 278 (5340): 1138–1140. Bibcode : 1997Sci ... 278.1138H . DOI : 10.1126 / science.278.5340.1138 . PMID 9353198 . 
  37. ^ "Сонные артерии охлаждают мозг: Газель Томсона" .
  38. ^ "Патент США 4498525, Система теплообмена топлива / масла для двигателя" . Ведомство США по патентам и товарным знакам . Проверено 3 февраля 2009 года .
  39. ^ "Боинг связывает Хитроу, откат двигателя Atlanta Trent 895" . FlightGlobal.com . Проверено 3 февраля 2009 года .
  40. ^ «Обзор рынка: глобальный рынок теплообменников» . Acmite Market Intelligence. Октябрь 2013.
  41. ^ Kay JM & Nedderman RM (1985) Механика жидкости и процессов переноса , Cambridge University Press
  42. ^ "Веб-курс Массачусетского технологического института по теплообменникам" . [MIT].
  • Колсон, Дж. И Ричардсон, Дж. (1999). Химическая инженерия - поток жидкости. Теплообмен и массообмен - Том 1; Reed Educational & Professional Publishing LTD
  • Доган Эриенер (2005), «Термоэкономическая оптимизация расстояния между перегородками кожухотрубных теплообменников», Энергосбережение и управление, Том 47, выпуск 11–12, страницы 1478–1489.
  • GFHewitt, GLShires, TRBott (1994) Process Heat Transfer, CRC Press, Inc, Соединенные Штаты Америки.

Внешние ссылки [ править ]

  • Проверка целостности пластинчатых и трубчатых теплообменников
  • Теплообменники в Curlie
  • Программное обеспечение для проектирования кожухотрубных теплообменников для образовательных приложений (PDF)
  • Директива ЕС по оборудованию, работающему под давлением
  • Концепция управления температурным режимом для применения в других системах электроснабжения самолетов (PDF)