Regeneratiewe hitteruilers: tipes, beginsel van werking, omvang

2024 Outeur: Howard Calhoun | [email protected]. Laas verander: 2023-12-17 10:16

Die beginsel van hitte-uitruiling deur gebruik te maak van verhitte sirkulerende media word as optimaal beskou om die werking van verhittingstelsels te handhaaf.’n Behoorlik georganiseerde stelsel van termiese energie-oordragkanale vereis minimale instandhoudingskoste, maar lewer terselfdertyd voldoende werkverrigting. 'n Geoptimaliseerde ontwerpopsie vir so 'n stelsel is 'n regeneratiewe hitteruiler wat alternatiewe verhittings- en verkoelingsprosesse verskaf.

Wat is 'n hitteruiler?

Die ontwerpe van moderne hitteruilers verskaf prosesse vir die oordrag van termiese energie met minimale verliese tussen bedryfsmedia. Die uitruiling vind meestal plaas tussen 'n warm vloeistof en koue metaaloppervlakke, waarvan die mure op hul beurt,draai, dra hitte oor na 'n ander sirkulerende medium. Konstante beweging verskaf die effek van 'n stabiele massa-oordrag, wat beide in industriële ondernemings en in die huishoudelike diens van private huise gebruik word. Benewens energie-uitruiling tussen koue en warm media, kan hitteruilers die prosesse van verdamping, droging, smelt en kondensasie met verkoeling voorsien. In plaas van hitte as die hoof werkmedium, kan koue strome ook gebruik word, wat veral algemeen is in produksieprosesse waar periodieke verkoeling van toerusting vereis word. Verhittingstake sal egter meer waarskynlik met hitteruilerontwerpe geassosieer word. Byvoorbeeld, hoë-temperatuur toerusting van hierdie tipe kan die termiese regime verhoog tot 400-700 °C.

Kenmerke van die regeneratiewe hitteruiler

Ontwerpe van hitteruilers op die basiese vlak word verdeel in oppervlak en vermenging. In hierdie geval praat ons van 'n verteenwoordiger van 'n groep oppervlaktoestelle, wat gekenmerk word deur die feit dat twee aktiewe media (verhitte en koue vloei) en 'n metaalwand betrokke is by die werksproses, wat energie oordra tussen die sirkulerende massas. In 'n regeneratiewe hitteruiler word die skeidingsmetaalplaat met gereelde tussenposes gespoel, maar nie voortdurend nie. Ter vergelyking kan ons 'n voorbeeld gee van 'n ander oppervlak hitteruiler - herstellende. In sulke toestelle behels die werksproses konstante was van 'n soortgelyke muur met koue of verhittevloei.

Die beginsel van werking van die toestel

Die hooffunksie van die hitteruiler word uitgevoer op die oomblik van kontak van die aktiewe werkmedium met 'n metaalplaat wat die vloeie skei. Dit wil sê, die sleutelbeginsel van werking is die ophoping van energie van 'n vloeistof wat tans 'n ander temperatuur as die hitteruilerwand het. Rofweg gesproke, in die eerste siklus van werking, stuur warm strome hitte in die metaalelement oor en behou daardeur hitte, en in die tweede en laaste siklus neem die reeds koue omgewing hierdie hitte waar. Die akkumulatiewe beginsel van werking van die hitteruiler met 'n duidelike skeiding in media volgens temperatuur het aansienlike voordele. Eerstens, die afwesigheid van die behoefte aan vermenging van werkende media verbeter die kwaliteit van die samestelling van die strome. Dit is 'n belangrike faktor in die tegniese en operasionele inhoud van kommunikasie. Tweedens word die doeltreffendheid van hitte-oordrag as sodanig ook verhoog. Aan die ander kant is hierdie voordele onlosmaaklik aangrensend aan die nadele van die ontwerp. Die fundamentele skeiding van vloeie verhoog die afmetings van die toerusting, wat soms die uitbreiding van pyplynsegmente in ou kommunikasie-verwarmingsnetwerke dwing. Daarbenewens vereis die versekering van die sirkulasiefunksie 'n toename in die energiepotensiaal, wat uitgedruk word in die behoefte om hoëkapasiteit-pompstasies aan te sluit.

Gebruikte koelmiddels

Regeneratiewe hitteruilermodelle is veelsydig in terme van diensbaarheid vir verskillendewerksomgewings. Soos met ander hitteruilers, is die mees algemene aktiewe medium 'n vloeistof-water of antivries. Die koelmiddels wat in tegnologiese bedrywighede in produksie gebruik word, is meer divers. Waterdamp, gasmengsels, rook en rookgasprodukte van verbranding word vir verhitting en verkoeling gebruik. Dit beteken egter glad nie dat dieselfde regeneratiewe hitteruiler werking met verskillende hittedraers kan ondersteun nie. In beginsel laat die ontwerp so 'n teoretiese moontlikheid toe, maar elke instansie moet aanvanklik ontwerp word vir werking in kontak met 'n sekere aggressiewe omgewing, aangesien beide hoë temperature en die vloeistof as sodanig die metaalstruktuur negatief beïnvloed.

Tipe regeneratiewe hitteruilers

Daar is twee tipes sulke eenhede. Dit is toestelle met voortdurende en periodieke werking. Deurlopende hitteruilers is eenhede met korrelvormige sirkulerende vuller. Die beheerstelsel vir die proses om die werkmedium te beweeg laat 'n volledige stop van beweging toe, waarin die koelmiddel kontak met die gewas oppervlak sal behou. Terloops, die funksie van 'n natuurlike outomatiese reguleerder kan uitgevoer word deur spesiale termiese stoor spuitpunte. In die ontwerp van 'n regeneratiewe hitteruiler met vaste spuitpunte, is die moontlikhede vir die beheer van vloei beperk en heeltemal afhanklik van die instellings wat deur die operateur gestel word. Soos vir modelle met periodieke aksie, hullehet 'n ingewikkelde verspreidingstruktuur van kamers met hittedraers. So 'n toestel verhoog die doeltreffendheid van die apparaat, maar vereis ook 'n meer verantwoordelike kragtoevoerfunksie vanaf die sirkulasiepomp.

Versmeltbare kernhitteruilers

Een van die mees gevorderde weergawes van die hitte-uitruil-regenerator op die oomblik, waarvan die pakking gevorm word deur plaatjies met 'n gemiddelde dikte van 20 mm. In hierdie stelsel is daar 'n smeltkern - 'n toestel met vloeibare metaal binne, wat tydens periodes van smelt of kristallisasie termiese energie vrystel. Latente hitte in regeneratiewe hitteruilers met 'n beweegbare spuitstuk verhoog die hittekapasiteit van die stroombaan tienvoudig in vergelyking met konvensionele eenhede wat gunstige toestande vir hitte-akkumulasieprosesse skep. Die werkverrigting van hierdie tipe hoë-temperatuur hitteruiler sal bepaal word deur die spesifieke oppervlakte van die verpakking en sy termiese berging kapasiteit.

Omvang van toerusting

Hittewisselingseenhede word wyd gebruik in verskeie stelsels van verwarmingstoerusting met ketelinstallasies, waterverwarmers, opgaartenks, ketels, ens. Dit geld hoofsaaklik vir die private segment, maar die hoogste tegniese en operasionele aanwysers van hierdie toestel is in die nywerheidsektor geopenbaar. Byvoorbeeld, die teikentoepassings vir 'n regeneratiewe batch-hitteruiler word gevorm deur staal- en glasaanlegte, waar dit nodig is om metbaie hoë temperature. Byvoorbeeld, gekoppelde lugverwarmers in sulke bedryfstoestande word bereken vir modusse tot 1300 °C. En weereens kan ons nie net oor vloeibare media praat nie, maar ook oor gasmengsels, wat die veiligheidsvereistes vir die werking van sulke eenhede verhoog.

Gevolgtrekking

Die regeneratiewe modifikasie van die hitteruiler is ontwikkel om 'n aantal termiese prosesse te optimaliseer. As gevolg hiervan is dit vandag by dieselfde industriële fasiliteite moontlik om tegnologiese prosesse met minimale brandstofverbruik uit te voer, terwyl 'n hoë verbrandingstemperatuur gehandhaaf word. Maar dit beteken glad nie dat die beginsel van werking van 'n hitteruiler met 'n akkumulatiewe funksie heeltemal sonder nadele is nie. Die swak punte van hierdie toerusting sluit in die beperkte moontlikhede om die hitte-ingenieursproses te outomatiseer, die groot grootte en gewig van die apparaat, sowel as die moeilikheid om die struktuur aan die hoofproduksiekommunikasie te koppel. Nog iets is dat die ontwerp van die heropwekker voortdurend verbeter word, soos blyk uit die opkoms van meer gevorderde modelle van hitteruilers met 'n smeltbare kern.