» ГЛАВНАЯ > К содержанию номера
» Все публикации автора
Журнал научных публикаций
«Наука через призму времени»

Январь, 2020 / Международный научный журнал
«Наука через призму времени» №1 (34) 2020
Автор: Шарипов Шерзод Акмалович, студент
Рубрика: Технические науки
Название статьи: Теплообменные аппараты, используемые в холодильной технике
Дата публикации: 4.01.2020
ТЕПЛООБМЕННЫЕ
АППАРАТЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В ХОЛОДИЛЬНОЙ ТЕХНИКЕ
Шарипов Шерзод Акмалович
Студент 4 курса
Московский
политехнический университет, г. Москва
Аннотация.
Холод,
полученный искусственным путём, всё больше используется в пищевой авиационной,
оборонной и химической промышленности, в сельском хозяйстве, в установках
кондиционирования воздуха и в других отраслях. Следовательно, эффективное
использование теплообменных аппаратов, в получении искусственного холода,
является актуальной задачей. В данной статье рассмотрены основные типы
теплообменных аппаратов, используемые в холодильной технике.
Ключевые
слова: теплообменные аппараты, холодильные установки, испарители,
конденсаторы.
Холодильная
машина это устройство, работающее для переноса теплоты с низкого температурного
уровня на более высокий. Данная задача решается с
помощью обратного термодинамического цикла, который осуществляется с помощью
рабочего вещества, хладагента. Холодильная машина производит отвод теплоты от
охлаждаемых объектов, которые имеют температуру более низкую, чем окружающая
среда и передает эту теплоту последней.
Также, холодильная машина может использоваться для нагревания объектов,
у которых температура больше температуры окружающей среды. Такие устройства
называют «тепловыми насосами».
Холодильная
машина состоит из четырёх основных элементов: испарительного устройства,
конденсатора, компрессора и дросселирующегоустройства.
В роли основных теплообменных аппаратов в компрессорных холодильных машинах
выступают испарители и конденсаторы. В испарителе осуществляется
парообразование холодильного агента, которое сопровождается поглощением теплоты
из-за разницы температур между холодильным агентом и охлаждаемой средой.
Конденсатор осуществляет превращение паров хладагента, поступающих из компрессора,
в жидкость.В холодильной
установке охлаждающей средой является окружающая среда. [1]
Теплообменные
аппараты это устройства, используемые для теплообмена между средами (греющей и
обогреваемой).
В
холодильной технике в основном используют следующие типы теплообменников:
1) Кожухотрубные теплообменники – это устройства, состоящие из
пучка труб, которые скреплены с помощью решеток и ограничены крышками и
кожухами. В данных теплообменниках чаще всего используют трубы с диаметром от
12 до 38 мм, исходя из того, что увеличение диаметра труб ведёт к снижению
компактности теплообменника и возрастанию его металлоемкости. Длину пучка труб
выполняют в диапазоне от 0,9 до 6 м. Толщину стенки труб выполняют от 0,5 до
2,5 мм. Под кожухом данного теплообменника подразумевают цилиндр, который
сварен из стальных листов. В нём выполняют фланцы, которые позволяют
прикреплять, с помощью болтов, крышки. Толщину стенки кожуха определяют из
наибольшего давления рабочей среды и диаметра устройства. Обычно толщина
составляет не более 4 мм. [2].
Рис.
1. Кожухотрубные рекуперативные
теплообменные аппараты: а, б — с жестким креплением труб в трубных решетках; в — с линзовыми
компенсаторами в корпусе; г, д
— с U- и W-образными трубками; е — с нижней плавающей распределительной камерой
2)Пластинчатый теплообменник
– это устройство, в котором тепло передается от источника к
холодной среде с помощью теплопередающей стенки (гофрированные пластины), без
смешивания жидкостей. Данные теплообменники используются в большом и
разнообразном диапазоне областей применения и имеют серьёзные преимущества над кожухотрубными, а именно:
–высокую
унификацию узлов и деталей пластинчатых аппаратов, которая
позволяет создавать ряд поверхностей теплообмена на основе пластин одного типа;
–высокий
уровень механизации производства;
–
внушительный коэффициент теплопередачи;
–
компактность.[3]
Рис. 2. Пластинчатый теплообменник и его элементы[4].
3)
Теплообменники спиральные – это теплообменники, состоящие из 2 или 4
металлических листов, расположенные спиралью вокруг центральной трубы и
образующие 2 или 4 однопроточных канала. Для обеспечения постоянной величины зазоров к одной стороне листов приделывают
разделительные шипы. Специальная перегородка делит центральную трубу на две
камеры, которые являются входным и
выходным коллекторами. Скрученные спирали располагают в цилиндрическом кожухе. [5].
К основным преимуществам относятся:
– Высокий
коэффициент теплообмена;
– Надежная
конструкция;
– Низкое
загрязнение;
– Легкость
обслуживания.
Рис.
3.
Спиральный теплообменник и его элементы: 1,2 –
листы, свёрнутые в спирали; 3 –
перегородка; 4 – крышки.
В результате существует большое количество разных видов
теплообменных аппаратов. Все они имеют свои конструктивные особенности,
недостатки и преимущества. Необходимо понимать, что для каждой холодильной
установки подбирается свой теплообменный аппарат по расчётным параметрам. В
данной статье были рассмотрены теплообменные установки, которые чаще всего
используются в холодильной технике. Не стоит забывать и о криогенной технике,
где также используются теплообменные аппараты, имеющие более сложную
конструкцию.
Список литературы:
- Г.Н. Данилова. Теплообменные аппараты холодильных установок, 1986 г. [1].
- В.О. Мамченко, А.А. Малышев Пластинчатые теплообменники в низкотемпературной технике и биотехнологических процессах, 2014 г. [3].
- [Электронный источник] http://www.eti.su/articles/over/over_1553.html [2].
- [Электронный источник] https://studopedia.org/1-19138.html [4].
- [Электронный источник] https://sn22.ru/teploobmennik/spiralnye-teploobmenniki/ [5].
Комментарии: