Рекуперативный противоточный теплообменник

Рекуперати́вный противото́чный теплообме́нник (или противопото́чный) — теплообменник, в котором горячий и холодный теплоносители движутся навстречу друг другу по каналам, расположенным параллельно. При взаимодействии теплоносителей происходит теплообмен, в ходе которого охлаждающая среда нагревается до температуры нагревающей среды, а последняя охлаждается до температуры охлаждающей среды.

Схема, поясняющая работу противоточного теплообменника. Холодное тело подаётся слева при температуре Т₁. Горячее — справа при температуре Т₈. Температуры Т₂…Т₆ везде попарно меньше температур Т₁₃…Т₉, т.е. Т₂ < Т₁₃,Т₃ < Т₁₂ и т.п.

Пример: в рекуперативном противоточном теплообменнике вступили в тепловое взаимодействие две жидкости: вода с температурой +20°С и масло с температурой +91°С. В результате работы теплообменника у воды будет температура +90°С , а у масла +21°С.

Конструкция теплообменника

Возникновение градиента температуры в каждой трубе и между трубами

Рекуперативный противоточный теплообменник состоит из двух полостей, контактирующих между собой своими стенками. Конструкция в целом может быть теплоизолирована от окружающей среды. Трубы располагают как рядом, так и одна в другой. Вследствие маленького температурного градиента между трубами, в соответствии с уравнением теплопроводности, удельный перенос тепловой энергии также маленький. Поэтому, для того чтобы среды успели достаточно провзаимодействовать, применяются специальные конструктивные приёмы, такие как увеличение длины труб[Комм 1] или увеличение количества каналов, при котором увеличивается суммарная площадь. Поэтому к конструктивным недостаткам противоточного теплообменника следует отнести громоздкость конструкции.

Принцип работы

Фактически происходит обычный теплообмен между телами, которые в процессе своего встречного движения непрерывно меняют взаимодействующий с ними объект. Теплообмен уравновешивает температуру в каждой точке вдоль трубы(см. рисунок), но за счёт встречного движения, охлаждающее тело в начале своего движения взаимодействует с уже достаточно охлаждённым нагревающим телом, и наоборот.

Применение

Рекуперативный противоточный теплообменник[1] используется в многоконтурных тепловых системах. Зачастую в градирнях используется принцип противоточного теплообменника для охлаждения воды и нагрева воздуха. Пластинчатые противоточные теплообменники нашли своё широкое применение в системах вентиляции и кондиционирования воздуха, где они используются как для нагрева, так и для охлаждения поступающего в помещение воздуха.

См. также

Пароперегреватель

Комментарий

Которые зачастую скручивают для уменьшения габаритов, образуя спираль, или так называемый змеевик.

Примечания

Противоточный теплообменник в электронной библиотеке «НЕФТЬ-ГАЗ» (неопр.) (недоступная ссылка). Дата обращения: 1 июля 2008. Архивировано 27 сентября 2007 года.

Источники

Луканина В. Н. Теплотехника' — М.: «Высшая школа», 2002. — С. 586.
Counterflow heat exchanger на сайте www.engineersedge.com(анг.)
NUCLEAR POWER STATION FOR A GASEOUS WORKING MEDIUM на сайте wikipatents.com(анг.) использование противопоточного теплообменника в АЭС
Приточные установки для жилых помещений с пластинчатым теплообменником (недоступная ссылка)
Расчет эффективности теплобменника

This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.

[1] Которые зачастую скручивают для уменьшения габаритов, образуя спираль, или так называемый змеевик.

[2] Противоточный теплообменник в электронной библиотеке «НЕФТЬ-ГАЗ» (неопр.) (недоступная ссылка). Дата обращения: 1 июля 2008. Архивировано 27 сентября 2007 года.