Регенеративні теплообмінники

Типові контактні апарати з фіксованою поверхнею теплообміну відносяться до групи регенеративних теплообмінників і представляють собою вертикальний циліндричний апарат, в якому поверхня теплообміну утворена насадкою, яка поперемінно омивається різними теплоносіями. Спочатку насадка розігрівається нагрітим теплоносієм. При цьому теплоносій, нагріваючи насадку і віддаючи тепло, сам охолоджується. Потім через певний час потік гарячого теплоносія перемикається на інший регенератор, а в насадку подається потік холодного теплоносія, який при цьому нагрівається. Насадка, віддаючи накопичене тепло, при цьому охолоджується. Процес теплообміну в регенеративних теплообмінниках проходить одночасно в двох апаратах, що автоматично перемикаються: тоді як в одному з них йде охолоджування насадки холодним потоком газу, у іншому відбувається нагрівання насадки теплим потоком газу. Охолоджуваним потоком газу в регенераторах є стислий і осушений газ (повітря).

У регенеративних теплообмінниках використовують насадки з великою теплоємністю і високорозвиненою питомою поверхнею. Для цього використовують кам'яну насадку з роздробленого базальту або металеву насадку з тонкостінних алюмінієвих гофрованих стрічок завтовшки 0,5 мм і заввишки 50 мм.

На рис. 26,а показаний регенератор з алюмінієвою дисковою насадкою і з відведенням петлевого потоку газу (азоту або повітря).

Рис. 26 – Теплообмінник-регенератор з алюмінієвою дисковою насадкою:

1 – корпус; 2, 5, 7, 9 – решітки; 3 – гвинт натискний; 4 – насадка;

6 – колектор; 8 – базальт дроблений; 10 - опора

Апарат має циліндричний корпус 1 з верхньою і нижньою кришками. У нижній частині корпусу встановлена решітка 7, на яку укладають диски (галети) насадки. Корпус, кришка і днище регенератора виготовлені з нержавіючої сталі. Апарат працює в діапазоні температур мінус 60 плюс 130°С під тиском 0,6 МПа.

Диск насадки (галета) (див. рис. 26,б) навивається з двох разом складених гофрованих стрічок, що мають протилежне направлення нахилу гофрів і два ряди подовжніх прорізів - просічень. Крок рифлення і висота гофри різні в дисків, що укладаються по висоті регенератора: у верхній (теплій) зоні апарату крок рифлення 4,7 мм і висота гофри 2 мм; у середній зоні крок 3,9 мм і висота 1,5-1,66 мм; у нижній (холодній) зоні 3,14 і 1,0-1,2 мм відповідно. Із зменшенням кроку рифлення зменшується також вільний об'єм насадки: для верхньої зони ε=0,745, для середньої ε=0,695, для нижньої ε = 0,58.

Питома поверхня таких насадок складає для верхньої зони 1070, для середньої зони 1320 і для нижньої зони 1790 м²/м³.