Schimbătoare de căldură apă-apă cu pereți transversali

CAPITOULU 1 - CERINȚE

1.1. Dimensionarea unui schibător de căldură în condițiile de mai jos:

Nr

Ordi

ne

Q

[kW

]

Agent Primar Agent Secundar ŋiz Cp1 țț

ț

ᵌ

ț

ț

ᵌ

Δ

Dteava

[mm] Lsch

[m]

K



²

W’

t11 [șC] t12

[șC]

t21 [șC] t22 [șC]

6 850 119 90 16 50 0.995 4.185 950 990 1 30 3 700 1

CAPITOLUL 2

2.1 GENERALITĂȚI SCHIMBĂTOARE DE CĂLDURĂ

Schimbătoarele de căldură sunt utilaje termice care servesc la încălzirea sau răcirea unui fluid,

vaporizarea sau condensarea lui cu ajutorul unui alt fluid.

Din punct de vedere funcțional, numărul lor este foarte mare (ex.: preîncălzitoare de apă sau aer,

răcitoare de ulei, distilatoare, vaporizatoare, condensatoare, radiatoare, etc.) însă principiul de funcționare este

același și anume transferul de căldură de la un fluid la altul prin intermediul unui perete despărțitor.

Există și schimbătoare de căldură fără perete despărțitor între fluide, ca de exemplu turnurile de răcire,

camerele de pulverizare etc., dar calculul este mai complicat deși principiul de lucru este același.

Schematizat, un schimbător de căldură este alcatuit din două compartimente separate de un perete, prin fiecare

circulând câte un fluid. Prin peretele despărțitor are loc transferul căldurii de la fluidul cald la cel rece. În timpul

circulației fluidelor prin cele două compartimente, temperatura lor variază, unul încălzindu-se celălalt răcinduse.

Temperaturile la intrarea în schimbătorul de căldură se notează cu indice prim iar cele la ieșire cu indice

secund.

Din punct de vedere al modului în care curg cele două fluide prin schimbător există schimbătoare

a) cu curgere paralelă în echicurent;

b) cu curgere paralelă în contracurent;

c) cu curgere încrucișată;

d) cu curgere mixtă.

2.2 Caracteristicile constructive și funcționale

Schimbătoarele de căldură apă-apă cu pereți transversali fac parte din categoria aparatelor termice

de schimb de căldură în regim permanent, multitubulare, cu mai multe treceri pentru agentul termic ce

circulă la interiorul țevilor și cu circulație șicanată a celuilalt agent termic. Nici unul dintre agenții termici

între care se realizează transferul de căldură nu-și schimbă starea de agregare.

Schimbătoarele de căldură cu mai multe treceri și cu șicane se utilizează în principal pentru

prepararea de apă caldă de încălzire sau pentru prepararea de apă caldă de consum. Datorită

compactității soluției tehnice, aceste tipri de schimbătoare se utilizează în mod frecvent și în cadrul altor

aplicații, ce utilizează alți agenții termici decât apă (ulei diatermal, agenți frigorifici etc.).

Din punct de vedere constructiv, acest tip de schimbător de căldură este alcătuit dintrun fascicol

de țevi ce alcătuiesc suprafața de schimb de căldură, dispuse după regula hexagoanelor concentrice,

între plăcile tubulare față și spate. Prinderea țevilor din fascicol în plăcile tubulare se realizează prin

sudare sau mandrinare funcție de tipul de material al țevilor utilizate (oțel pentru preparare de apă

caldă de încalzire respectiv alamă pentru prepararea de apă caldă de consum).

Pentru a se putea realiza viteze economice de circulație pentru agentul termic de la interiorul

țevilor (de ex. pentru apă w’= 0,5 ÷ 1,5 m/s) este necesar să se micșoreze secțiunea de trecere astfel

încât debitul de agent termic să se distribuie numai pe o parte din numărul de țevi ce formează

fascicolul. Pentru a se putea realiza acest lucru capacele față și spate sunt prevazute cu pereți

desparțitori amplasați astfel încât să creeze camere de întoarcere între trecerile succesive.

Fascicolul de țevi se găsește în interiorul unei mantale cilindrice care asigură circulația agentului

termic de la exteriorul țevilor de schimb de căldură.