¿Le sorprende que existan tantos tipos de intercambiadores de calor?
1. Clasificación de los intercambiadores de calor
Según los métodos tradicionales, los equipos de intercambio de calor se pueden dividir en tres categorías:
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La interacción directa y la mezcla entre fluidos fríos y calientes permite el intercambio de calor. Este intercambiador de calor tiene una estructura simple pero es económico y, a menudo, tiene forma de torre.
Permite que dos medios completamente mezclados de diferentes temperaturas completen la transferencia de calor en el proceso de contacto directo.
Por ejemplo: torre de agua fría (torre de enfriamiento), torre de granulación, dispositivo de secado por aire, lecho fluidizado, etc.
2. Intercambiador de calor regenerativo
En este intercambiador de calor, la transferencia de energía se completa mediante cuerpos de almacenamiento de calor, como ladrillos estriados o rellenos. Primero deje pasar el fluido caliente para almacenar el calor en el regenerador, y luego deje pasar el fluido frío para quitar el calor. Debido a la entrada alterna de dos fluidos, una pequeña cantidad de fluidos inevitablemente se mezclará entre sí, provocando "contaminación" de los fluidos.
Los intercambiadores de calor regenerativos tienen una estructura compacta, un precio bajo, una gran área de transferencia de calor por unidad de volumen y son más adecuados para el intercambio de calor de gas a gas. Se utiliza principalmente para la conversión de gas de materia prima y calor residual del aire en la producción petroquímica. La característica estructural del intercambiador de calor regenerativo rotativo es lograr un funcionamiento continuo. El regenerador del intercambiador de calor generalmente se encuentra en una caja en forma de abanico ensamblada a partir de placas moldeadas o malla de alambre. El exterior está sellado con una carcasa metálica y gira a una velocidad baja de 1 a 4 rpm para un intercambio de calor continuo.
3. Intercambiador de calor de partición
El llamado intercambiador de calor de partición se refiere a dos fluidos con diferentes temperaturas en un espacio separado por una pared fija (llamada superficie de transferencia de calor). Fluye en un espacio abierto y transfiere calor mediante conducción de calor en la pared y transferencia de calor por convección en la pared. Los fluidos que participan en el intercambio de calor no se mezclarán y el proceso de transferencia es continuo y estable. Las superficies de transferencia de calor de los intercambiadores de calor deflectores están hechas en su mayoría de metal con buena conductividad térmica. En algunos casos, debido a la necesidad de anticorrosión, también se fabrica con materiales no metálicos (como grafito, polietileno, etc.). ).Este es el intercambiador de calor más utilizado en la fabricación industrial. Los fluidos fríos y calientes están separados por una pared sólida y el calor se transfiere a través de la pared. Según la forma y las características estructurales de la superficie de transferencia de calor, se puede dividir en:
(1) Intercambiador de calor tubular:
Tales como tipo manguito, tipo tubo espiral, tipo carcasa y tipo de tubo y tipo de tubo de calor.
(2) Intercambiador de calor de placas:
Tales como tipo placa, tipo placa en espiral, tipo placa y carcasa, etc.
(3) Intercambiador de calor de superficie extendida:
Por ejemplo, tipo de aleta de placa, tipo de aleta de tubo y tubo de transferencia de calor mejorado.
2. Introducción a los tipos de intercambiadores de calor
1. La estructura del intercambiador de calor con camisa se muestra en la siguiente figura. El espacio de la camisa es el paso para el medio de calentamiento y el medio de enfriamiento. Este tipo de intercambiador de calor se utiliza principalmente para procesos de reacción de calentamiento o enfriamiento. Cuando se calienta con vapor, la boquilla superior del vapor ingresa a la camisa y el agua condensada sale por la boquilla inferior. Como enfriador, el medio refrigerante (como el agua de refrigeración) entra por la boquilla inferior de la camisa y sale por la boquilla superior.
La estructura del intercambiador de calor con camisa es simple, pero la superficie de calentamiento está limitada por la pared del contenedor, la superficie de transferencia de calor es pequeña y el coeficiente de transferencia de calor no es alto.
2. Intercambiador de calor por aspersión
La estructura y funcionamiento del intercambiador de calor por aspersión se muestran en la siguiente figura. Este tipo de intercambiador de calor se utiliza a menudo como refrigerador. El fluido caliente fluye de abajo hacia arriba en la tubería, y el agua fría sale de la tubería de ducha superior, se distribuye uniformemente en la tubería serpenteante, fluye de arriba a abajo a lo largo de su superficie en forma de película y finalmente fluye hacia el tanque de agua para su descarga. Los intercambiadores de calor por aspersión generalmente se colocan en áreas de circulación de aire exterior. La evaporación del agua de refrigeración en el aire también puede eliminar parte del calor y mejorar el efecto de enfriamiento. Sus ventajas son el fácil mantenimiento y el buen efecto de transferencia de calor. La desventaja es que no es fácil rociar uniformemente.
3. Intercambiador de calor de carcasa
Los componentes básicos del intercambiador de calor de carcasa son tubos rectos anidados coaxialmente de diferentes diámetros. Si la tubería es demasiado larga, la mitad de la tubería se doblará hacia abajo, provocando una distribución desigual del fluido en el espacio anular.
La ventaja del intercambiador de calor de doble tubo es que la estructura es simple, el tubo interior puede soportar alta presión y el área de transferencia de calor se puede aumentar o disminuir según las necesidades. Si los diámetros de los dos tubos se seleccionan adecuadamente, se pueden obtener caudales adecuados para ambos fluidos, y los dos fluidos pueden someterse a un estricto flujo en contracorriente. Sus desventajas son que hay muchas juntas indirectas, las juntas son fáciles de filtrar y el área de transferencia de calor por unidad de volumen del intercambiador de calor es pequeña. Por lo tanto, es adecuado para ocasiones con caudal pequeño, área de transferencia de calor pequeña y requisitos de alta presión.
Lo anterior presenta en detalle varios intercambiadores de calor y algunos tipos de intercambiadores de calor. Espero que le resulte útil.