Hoy hablaremos sobre los intercambiadores de calor, los tipos, el dispositivo y el principio de estos agregados. Desde el nombre se hace evidente que el trabajo de estos dispositivos se basa en el intercambio de calor entre los contornos. En el interior, el entorno de funcionamiento tiene una temperatura diferente que difiere entre sí.
Principio de trabajo
El funcionamiento de un dispositivo llamado intercambiador de calor puede basarse en tres principios:
- Convección;
- Conductividad térmica;
- Radiación térmica.
Es habitual clasificarlos de acuerdo con los métodos de transferencia de calor, por lo tanto, se distingue entre la mezcla y el intercambio de calor. Para calcular correctamente el intercambiador de calor, lo que necesita saber sobre la designación, el diseño y la eficiencia de cada uno de los dispositivos que participan en el trabajo, difieren entre sí.
Los intercambiadores de calor tienen en su diseño dos dispositivos:
- Regenerativo;
- Recuperador.
En un dispositivo de recuperación, dos medios, preferiblemente líquidos, se ponen en contacto a través de las paredes de separación. En este caso, el flujo de fluido no cambia su dirección de movimiento.
El dispositivo de tipo regenerativo se basa en el hecho de que la superficie de trabajo aquí sirve como unidad de batería y fuente de calor. Los fluidos de trabajo pasan por el ciclo de trabajo, dentro del cual se realiza la transferencia de calor. BásicoLa diferencia radica en el hecho de que el calor fluye en este caso cambia la dirección.También se debe tener en cuenta que existen intercambiadores de calor de mezcla o de contacto.
Recuperativo
Los dispositivos lamelares también se incluyen en esta categoría de intercambiadores de calor.El principio de funcionamiento se basa en el hecho de que el fluido de trabajo dentro de los intercambiadores de calor lava las paredes de los circuitos en ambos lados.Al mismo tiempo hay un proceso de intercambio de calor.El proceso es continuo.Se dividen en varias subespecies según la dirección en que fluye el fluido de trabajo.
- Dispositivo de acción directa.Aquí estamos hablando del movimiento paralelo del refrigerante con respecto a dos circuitos con la observación de una sola dirección;
- Curativo.El movimiento también es paralelo, solo las direcciones son opuestas;
- Cruces.El flujo se mueve perpendicularmente;
Si tomamos en cuenta los tipos de diseños, entonces los dispositivos regenerativos son intercambiadores de calor de la carcasa y el tubo, tipo placa.
A menudo, los intercambiadores de calor de tipo recuperativo se instalan en equipos de tubos de gas diseñados para utilizar calor.Tales dispositivos se llaman regeneradores.Si la instalación se lleva a cabo para disipar el calor generado, entonces ya es un radiador.
Regenerativo
A diferencia del tipo anterior de intercambiador de calor, el tipo regenerativo se caracteriza por el hecho de que hay un posterior lavado de los contornos del fluido de trabajo frío y caliente.
Para que el dispositivo funcione, debe cumplirse una condición obligatoria: dos secciones de trabajo están conectadas en paralelorelativos entre sí.
Mezcla
El nombre del intercambiador de calor dice que la operación de este tipo de equipo se basa en la mezcla de diferentes medios de trabajo. Es decir, dentro del dispositivo hay una mezcla de medios, contacto directo entre ellos.
Por lo tanto, los intercambiadores de calor de mezcla son relevantes solo para ciertos tipos de equipos, donde es posible utilizar medios fácilmente separables. Un ejemplo vivo de tales ambientes es el vapor y el agua.
Diseños
Si tenemos en cuenta las características de diseño de los intercambiadores de calor, se pueden dividir en varios tipos:
- Placa;
- espiral;
- Viti;
- Sumergible;
- Dos tubos;
- tubo de la vaina;
- elemental;
- Grafito.
Ahora veamos con más detalle.
Placa. Dichos intercambiadores de calor tienen una gran demanda hoy en día, ya que son de construcción pequeña y la resistencia hidráulica es mínima. Además, limpiar y reparar los intercambiadores de calor de tipo laminar no es difícil. El diseño del dispositivo incluye placas de trabajo, marco, cámaras de extremo, tornillos y otros componentes. La chapa de acero se utiliza para hacer placas, y los revestimientos de goma entre las placas están interconectados con elementos de acero y proporcionan la hermeticidad de las paredes divisorias. El diagrama de flujo del fluido de trabajo puede ser mixto, contracorriente o de flujo recto.
Viti. Su diseño implica el uso de bobinas de concentración que se montan en las cabezas y protegen aún másCarcasas especiales.Un flujo del fluido de trabajo debe estar dentro de los tubos, y el segundo está en el espacio intertubular.Dichos intercambiadores de calor se caracterizan por la capacidad de soportar altas presiones y voltajes a temperaturas reducidas, pero sin perder rendimiento.No es difícil instalar dicho intercambiador de calor con sus propias manos.Espiral.La construcción se basa en placas de metal que giran alrededor del núcleo en una espiral especial.La reparación de los intercambiadores de calor de este tipo no se realiza con frecuencia, ya que los estuches están bien sellados con soldadura sorda o juntas de alta densidad y elasticidad.El inconveniente es que el ensamblaje es difícil, el mantenimiento y la reparación pueden generar muchos problemas debido a su complejidad.Si la presión de trabajo dentro del sistema es de 10 kgf /cm2, no se puede usar este tipo de intercambiador de calor.La demanda de un dispositivo en espiral se debe a las pequeñas dimensiones, la baja resistencia hidráulica y el intercambio de calor efectivo.Tubo de la vaina.Los componentes principales de dichos intercambiadores de calor son el cuerpo, los tubos de rejilla, las cubiertas, las tuberías, los haces de tubos y los compensadores de tensión.Se dividen en inclinadas, verticales y horizontales.Dos tubos.El diseño de dichos intercambiadores de calor implica la presencia de enlaces que consisten en tuberías de diferentes diámetros.El ambiente de trabajo en ellos consiste en líquido y gas.La principal ventaja de este dispositivo es la capacidad de operar de manera eficiente y confiable bajo condiciones de alta presión y transferencia de calor.Además el dispositivo es simple enOperación e instalación. El único, pero significativo para muchos menos es un precio alto. Dependiendo de los indicadores de desempeño, el costo puede ser de 500-1000 dólares.
Elemental. Proporciona la presencia de secciones separadas, que se interconectan y crean un diseño completo. Su principio de trabajo está cerca de la carcasa y sus contrapartes tubulares, porque aquí se utiliza el diagrama de flujo del movimiento de los fluidos de trabajo y varios tubos.
Sumergible. Su cuerpo de trabajo se asemeja a una bobina cilíndrica. Se encuentra en un recipiente lleno de líquido. Tal esquema contribuye al hecho de que la velocidad del proceso de transferencia de calor se reduce significativamente, por lo tanto, el sufrimiento y la eficiencia. El intercambiador de calor sumergible se usa raramente debido a sus características de diseño e indicadores de rendimiento.
Grafito. Tales dispositivos se caracterizan por una alta resistencia a los procesos de corrosión, muestran una excelente conductividad térmica. El diseño consta de bloques cilíndricos o rectangulares. El movimiento del fluido de trabajo se lleva a cabo en dirección transversal. El sistema incluye una rejilla de tuberías, tubos, cubiertas y el cuerpo principal de metal.
Cada tipo de intercambiador de calor tiene sus propias características, ventajas y debilidades. También se dividen según el ámbito de aplicación. Pero al elegir, enfóquese en otro factor importante: la calidad.
