Путь человека труден и опасен, но мы преодолеем всё и доберёмся до конечной точки нашего пути – Вершине знаний.

Расплата за теплоотдачу



Расплата за теплоотдачу
Расплата за теплоотдачу

Теплообменник — одно из немногих технических устройств, хорошо известных даже весьма далеким от техники людям. В самом деле, в каждой квартире под подоконником установлены радиаторы отопления — массивные, ощетинившиеся ребрами чугунные трубы или более современные, более изящные их аналоги.

Это теплообменные аппараты, в которых теплоноситель — горячая вода — отдает через металлическую стенку тепло воздуху наших квартир. Радиаторы отопления — самые распространенные и самые известные, но, пожалуй, не самые ответственные теплообменники. В конце концов, если они по какой-то причине и откажут, день- другой вполне можно перебиться: включить электрические обогреватели или, на худой конец, одеться потеплее.


А в промышленности редкое производство может обойтись без надежно работающих теплообменников. Только в химической индустрии теплообменные устройства составляют свыше трети массы и стоимости всего оборудования. Химические реакции идут при определенной температуре; от температуры зависит скорость процессов, активность катализаторов, полнота превращений, чистота продуктов. В одном случае аппараты необходимо нагревать, в другом — охлаждать, в третьем — утилизировать неиспользованное тепло.



И везде требуются теплообменники — разных размеров, разных конструкций. Разумеется, не только в химии, но и в нефтехимии и нефтепереработке, в тепловой и атомной энергетике, в металлургии, пищевой промышленности. И хотя в теплообменниках не происходят превращения веществ, эти аппараты на каждом производстве относятся к основным — к тем, что составляют фундамент технологии.


Если в химии от теплообменников зависят скорость, полнота и энергоемкость процессов, то на транспорте — надежность, долговечность, экономичность двигателей. Рациональная конструкция радиаторов и другой теплообменной аппаратуры, над которой уже более века ломают головы теплотехники, волнует не только создателей автомобилей, тракторов и комбайнов, но и конструкторов самолетов, ракет, кораблей.


Громоздкий теплообменный аппарат — это лишний вес и объем, перерасход дефицитных материалов; плохо организованный теплообмен приводит к перегреву двигателей, а порою и к серьезным авариям.


Великое множество придуманных за сто лет теплообменных аппаратов можно свести к трем основным конструкциям: трубчатым, пластинчатым и трубчато- пластинчатым (см. ссылку http://www.teplotraid.ru/). Во всех этих устройствах любыми доступными средствами стремятся увеличить теплообмен.


Давным-давно известно, что турбулизация потока повышает теплообмен, поэтому поток стараются закрутить, создать внутри него турбулентные завихрения. Тут полет конструкторской фантазии не знает предела. Трубы заворачивают змейкой, встраивают в них шнеки или спирали, выдавливают снаружи и внутри ребра, покрывают трубы резьбой, делают их поверхности шероховатыми.


Все перечисленные (и прочие) ухищрения преследуют цель завихрить поток текущего по трубе теплоносителя, турбулизировать его и тем самым увеличить теплообмен. Иногда это получается лучше, иногда хуже, но всегда — ценой значительного роста гидравлического сопротивления: в 10—12 раз — всего при двух-трехкратном увеличении теплоотдачи. Согласно сложившейся еще в начале века теории теплообмена, это считается вполне естественным, нормальным.



__________________________





Все материалы взяты из открытых источников и представлены исключительно в ознакомительных целях. Все права на книги принадлежат их авторам и издательствам.



Вход в систему