Конструкции теплообменных аппаратов

В зависимости от способа передачи тепла различают две основные группы теплообменников:

1) поверхностные теплообменники, в которых пе­ренос тепла между обменивающимися теплом средами происходит через разделяющую их поверхность теплообмена — глухую стенку;

2) теплообменники смешения, в которых тепло пере­дается от одной среды к другой при их непосредственном соприкоснове­нии.

Значительно реже применяются в химической промышленности р е- генеративные теплообменники, в которых нагрев жид­ких сред происходит за счет их соприкосновения с ранее нагретыми твер­дыми телами — насадкой, заполняющей аппарат, периодически нагре­ваемой другим теплоносителем.

Поверхностные теплообменники наиболее распространены, и их конст­рукции весьма разнообразны. Ниже рассмотрены типовые, в основном нормализованные, конструкции поверхностных теплообменников и рас­пространенные конденсаторы смешения.

В химической технологии применяются теплообменники, изготовлен­ные из самых различных металлов (углеродистых и легированных сталей, меди, титана, тантала и др.), а также из неметаллических материалов, например графита, тефлона и др. Выбор материала диктуется в основном его коррозионной стойкостью и теплопроводностью, причем конструкция теплообменного аппарата существенно зависит от свойств выбранного материала.

Конструкции теплообменников должны отличаться простотой, удоб­ством монтажа и ремонта. В ряде случаев конструкция теплообменника должна обеспечивать возможно меньшее загрязнение поверхности тепло­обмена и быть легко доступной для осмотра и очистки. [2]

Все тепловые аппараты независимо от технологического назначения и конструктивного решения состоят из следующих основных частей: рабочей камеры (поверхности), теплогенерирующего устройства, корпуса аппарата, теплоизоляции, ко­жуха, основания, контрольно-измерительных приборов, при­боров автоматического регулирования и арматуры.

Рабочая камера предназначена для тепловой обработки пи­щевых продуктов. Ее форма и размеры зависят от технологиче­ского назначения аппарата (резервуар пищеварочного котла, ванна фритюрницы, камера пароконвектомата, греющая по­верхность контактного гриля или сковороды). Она может быть подвижной и неподвижной.

Теплогенерирующие устройства служат для преобразования разных видов энергии в тепловую и передачи ее стенкам ра­бочей камеры, непосредственно технологической среде или продукту (трубчатые электронагреватели, газовые горелки, ИК-нагреватели, магнетроны и др.).

Корпус является каркасной частью аппарата и предназна­чен для монтажа на нем основных узлов аппарата.

Теплоизоляция снижает потери теплоты аппаратом в окру­жающую среду и выполняется в виде слоев из специальных ма­териалов на наружной поверхности рабочей камеры.

Кожух используется для защиты изоляции от воздействий влаги воздуха и разрушения и придает аппарату эстетичный внешний вид.

Основание служит для монтажа корпуса аппарата и выпол­няется чаще всего в виде отливки из чугуна, дюралюминия или пластмассы различной формы.

Контрольно-измерительные приборы и приборы автоматиче­ского регулирования, служат для включения, выключения, контроля над работой аппарата, регулирования теплового режима и безопасной эксплуатации аппаратов. [4]