Dimensionarea Schimbătorului de Caldură

Referat de literatură

Schimbătoare de căldură

1.Introducere

Aparatele termice folosite în industria chimică servesc la realizarea unor operaţii insoţite de trecerea căldurii de la un loc la altul, de la o anumită materie la alta: ele sunt schimbătoare de căldură.

Majoritatea schimbătoarelor de căldură sunt aparate în care sunt delimitate două spaţii pentru circulaţia celor două substanţe participante la schimbul de căldură. Peretele care desparte cele doua spaţii este suprafaţa de transmitere a căldurii sau suprafaţa de încălzire (ori de răcire).Există şi schimbătoare de căldură fără perete despărţitor între fluide ca de exemplu turnurile de răcire , camerele de pulverizare etc, dar calculul este mai complicat deşi principiul de lucru este acelaşi.

Schematizat , un schimbător de căldură constă din două compartimente separate de un perete, prin fiecare circulând câte un fluid. Prin peretele despărţitor are loc transferul căldurii de la fluidul cald la cel rece. În timpul circulaţiei fluidelor prin cele doua compartimente , temperatura lor variază, unul încălzindu-se altul răcindu-se.

În ceea ce urmează vom trata numai schimbătoarele de căldură propriu-zise adică preîncălzitoarele.

Schimbătoarele propriu-zise se clasifică în două grupe:

• recuperatoare, în care schimbul de căldură se face de la fluidul cald la fluidul

rece, printr-un perete despărţitor, in regim staţionar (permanent) şi

• regeneratoare, în care schimbul de căldură se face prin intermediul unui solid

care înmagazinează căldura de la fluidul cald şi o cedează apoi fluidului rece, în regim nestaţionar, periodic.

Tabelul 1: Tipuri de schimbătoare de căldură

Denumirea

aparatului Scheme de principiu

Scopul

Schimbătorul de căldură propriu-zis sau recuperator Fluid cald de răcit Fluid rece de încălzit Încălzirea fluidului rece; Răcirea fluidului cald.

Preîncălzitor

Fluid cald care se răceşte Fluid rece de încălzit

Încălzirea fluidului rece

Răcitor Fluid cald de răcit Fluid rece care se încălzeşte Răcirea fluidului cald

Radiator

(calorifer) Abur sau apa caldă care se răceşte Aer de

încălzit Încălzirea

aerului

Cazan cu abur Gaze de ardere calde care se răcesc Lichid (apă) în fierbere de transformat în vapori Obţinerea vaporilor (aburului)

Vaporizatorul instalaţiilor frigorifice Fluid de răcit Lichid care se vaporizează Răcirea fluidului

Uscător Aer care se răceşte şi se umezeşte Lichid (apă) de vaporizat Uscarea materialelor

Turn de răcire Apă caldă de răcit Apă care se umezeşte Răcirea apei calde

Condensator de suprafaţă Abur care se condensează Apă rece care se încălzeşte Condensarea vaporilor

de amestec Abur care se condensează Apă rece care se încălzeşte Condensarea vaporilor

Evaporator

Abur care se condensează

Lichid(soluţie) de vaporizat

Concentrarea lichidului (soluţiei)

Coloană de rectificare

Vapori grei de condensat

Lichide volatile de vapotizat Separarea unui amestec de liq prin diferenţa de volatilitate