Penukar haba penjanaan semula: jenis, prinsip operasi, skop

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-17 10:36

Prinsip pertukaran haba menggunakan media edaran yang dipanaskan dianggap optimum untuk mengekalkan operasi sistem pemanasan. Sistem saluran pemindahan tenaga haba yang teratur memerlukan kos penyelenggaraan yang minimum, tetapi pada masa yang sama memberikan prestasi yang mencukupi. Pilihan reka bentuk yang dioptimumkan untuk sistem sedemikian ialah penukar haba penjanaan semula yang menyediakan proses pemanasan dan penyejukan alternatif.

Apakah penukar haba?

Reka bentuk penukar haba moden menyediakan proses untuk memindahkan tenaga haba dengan kehilangan minimum antara media pengendalian. Pertukaran paling kerap berlaku antara cecair panas dan permukaan logam sejuk, dindingnya, seterusnya,pusing, pindahkan haba ke medium edaran lain. Pergerakan berterusan memberikan kesan pemindahan jisim yang stabil, yang digunakan dalam kedua-dua perusahaan perindustrian dan dalam perkhidmatan domestik rumah persendirian. Sebagai tambahan kepada pertukaran tenaga antara media sejuk dan panas, penukar haba boleh menyediakan proses penyejatan, pengeringan, lebur dan pemeluwapan dengan penyejukan. Daripada haba sebagai medium kerja utama, aliran sejuk juga boleh digunakan, yang merupakan perkara biasa dalam proses pengeluaran di mana penyejukan peralatan secara berkala diperlukan. Walau bagaimanapun, tugas pemanasan lebih cenderung dikaitkan dengan reka bentuk penukar haba. Contohnya, peralatan suhu tinggi jenis ini boleh meningkatkan rejim terma sehingga 400-700 °C.

Ciri-ciri penukar haba regeneratif

Reka bentuk penukar haba pada tahap asas dibahagikan kepada permukaan dan pencampuran. Dalam kes ini, kita bercakap tentang wakil sekumpulan peranti permukaan, yang dicirikan oleh fakta bahawa dua media aktif (aliran panas dan sejuk) dan dinding logam terlibat dalam proses kerja, yang memindahkan tenaga antara yang beredar. jisim. Dalam penukar haba regeneratif, plat logam pemisah disiram pada selang masa yang tetap, tetapi tidak secara berterusan. Sebagai perbandingan, kita boleh memberikan contoh penukar haba permukaan lain - pemulihan. Dalam peranti sedemikian, proses kerja melibatkan pencucian berterusan dinding yang serupa dengan sejuk atau dipanaskanmengalir.

Prinsip pengendalian peranti

Fungsi utama penukar haba dilakukan pada saat sentuhan medium kerja aktif dengan plat logam yang memisahkan aliran. Iaitu, prinsip utama operasi ialah pengumpulan tenaga daripada cecair yang pada masa ini mempunyai suhu yang berbeza daripada dinding penukar haba. Secara kasarnya, dalam kitaran pertama operasi, aliran panas menghantar dan dengan itu mengekalkan haba dalam unsur logam, dan dalam kitaran kedua dan terakhir, persekitaran yang sudah sejuk merasakan haba ini. Prinsip terkumpul operasi penukar haba dengan pemisahan yang jelas ke dalam media mengikut suhu mempunyai kelebihan yang ketara. Pertama, ketiadaan keperluan untuk mencampurkan media kerja meningkatkan kualiti komposisi aliran. Ini adalah faktor penting dalam kandungan teknikal dan operasi komunikasi. Kedua, kecekapan pemindahan haba seperti itu juga meningkat. Sebaliknya, kelebihan ini tidak dapat dipisahkan bersebelahan dengan keburukan reka bentuk. Pemisahan asas aliran meningkatkan dimensi peralatan, kadangkala memaksa sambungan segmen saluran paip dalam rangkaian pemanasan komunikasi lama. Di samping itu, memastikan fungsi peredaran memerlukan peningkatan potensi tenaga, yang dinyatakan dalam keperluan untuk menyambungkan stesen pam berkapasiti tinggi.

Penyejuk terpakai

Model penukar haba penjanaan semula adalah serba boleh dari segi kebolehservisan untuk berbezapersekitaran kerja. Seperti penukar haba lain, medium aktif yang paling biasa ialah cecair-air atau antibeku. Bahan penyejuk yang digunakan dalam operasi teknologi dalam pengeluaran adalah lebih pelbagai. Wap air, campuran gas, asap dan produk serombong pembakaran digunakan untuk pemanasan dan penyejukan. Walau bagaimanapun, ini tidak bermakna sama sekali bahawa penukar haba regeneratif yang sama boleh menyokong operasi dengan pembawa haba yang berbeza. Pada dasarnya, reka bentuk membenarkan kemungkinan teori sedemikian, tetapi setiap contoh mesti direka bentuk pada mulanya untuk operasi yang bersentuhan dengan persekitaran agresif tertentu, kerana kedua-dua suhu tinggi dan cecair memberi kesan negatif kepada struktur logam.

Jenis penukar haba regeneratif

Terdapat dua jenis unit sedemikian. Ini adalah peranti dengan tindakan berterusan dan berkala. Penukar haba berterusan ialah unit dengan pengisi beredar berbutir. Sistem kawalan untuk proses menggerakkan medium kerja membolehkan pergerakan berhenti sepenuhnya, di mana penyejuk akan mengekalkan sentuhan dengan permukaan yang dibasuh. Dengan cara ini, fungsi pengawal selia automatik semula jadi boleh dilakukan oleh muncung simpanan haba khas. Dalam reka bentuk penukar haba regeneratif dengan muncung tetap, kemungkinan untuk mengawal aliran adalah terhad dan bergantung sepenuhnya pada tetapan yang ditetapkan oleh pengendali. Bagi model dengan tindakan berkala, merekamempunyai struktur pengedaran rumit ruang dengan pembawa haba. Peranti sedemikian meningkatkan kecekapan radas, tetapi juga memerlukan fungsi bekalan kuasa yang lebih bertanggungjawab daripada pam edaran.

Penukar haba teras boleh larut

Salah satu versi penjana semula pertukaran haba tercanggih pada masa ini, pembungkusan yang dibentuk oleh platelet dengan ketebalan purata 20 mm. Dalam sistem ini, terdapat teras lebur - peranti dengan logam cecair di dalamnya, yang membebaskan tenaga haba semasa tempoh lebur atau penghabluran. Haba pendam dalam penukar haba regeneratif dengan muncung boleh alih meningkatkan kapasiti haba litar sepuluh kali ganda berbanding dengan unit konvensional yang mewujudkan keadaan yang menggalakkan untuk proses pengumpulan haba. Prestasi jenis penukar haba suhu tinggi ini akan ditentukan oleh luas permukaan khusus pembungkusan dan kapasiti penyimpanan habanya.

Skop peralatan

Unit pertukaran haba digunakan secara meluas dalam pelbagai sistem peralatan pemanasan dengan pemasangan dandang, pemanas air, tangki simpanan, dandang, dsb. Ini terpakai terutamanya untuk segmen persendirian, tetapi penunjuk teknikal dan operasi tertinggi peranti ini ialah didedahkan dalam sektor perindustrian. Sebagai contoh, aplikasi sasaran untuk penukar haba kelompok regeneratif dibentuk oleh loji keluli dan kaca, di mana ia diperlukan untuk bekerja dengansuhu yang sangat tinggi. Sebagai contoh, pemanas udara bersambung dalam keadaan operasi sedemikian dikira untuk mod sehingga 1300 °C. Dan sekali lagi, kita boleh bercakap bukan sahaja tentang media cecair, tetapi juga tentang campuran gas, yang meningkatkan keperluan keselamatan untuk pengendalian unit tersebut.

Kesimpulan

Pengubahsuaian penjanaan semula penukar haba telah dibangunkan untuk mengoptimumkan beberapa proses terma. Akibatnya, di kemudahan perindustrian yang sama hari ini adalah mungkin untuk menjalankan proses teknologi dengan penggunaan bahan api yang minimum, sambil mengekalkan suhu pembakaran yang tinggi. Tetapi ini tidak bermakna sama sekali bahawa prinsip operasi penukar haba dengan fungsi terkumpul sama sekali tidak mempunyai kelemahan. Titik lemah peralatan ini termasuk kemungkinan terhad untuk mengautomasikan proses kejuruteraan haba, saiz besar dan berat radas, serta kesukaran menyambungkan struktur ke komunikasi pengeluaran utama. Perkara lain ialah reka bentuk penjana semula sentiasa dipertingkatkan, seperti yang dibuktikan oleh kemunculan model penukar haba yang lebih maju dengan teras boleh padu.