Wymienniki ciepła są aparatami umożliwiającymi przenoszenie energii cieplnej między dwoma płynami.

PODZIAŁ:

wg zasady działania - a) rekuperatory (powierzchniowe, poprzeczne) charakteryzują się tym, że płyny oddzielone są od siebie przegrodą przez którą przenika ciepło. Przegrodę stanowią ścianki rur bądź płyt. Działają w sposób ciągły a pole temp. jest ustalone w czasie. b) regeneratory (wymienniki z wypełnieniem) działają w sposób periodyczny. Przez wypełnienie przepływają na przemian płyny, gorącu i zimny. Przy przepływie płynu gorącego energia cieplna przejmowana jest przez wypełnienie i akumulowana a następnie oddawana do przepływającego płynu zimnego. Pole temp. jest okresowo zmienne w czasie. c) kontaktowe (mieszankowe) przenoszenie ciepła odbywa się bezpośrednio między dwoma przepływającymi stykającymi się płynami o różnych stanach skupienia. Jednym z tych płynów jest woda a drugim para lub gaz. Urządzenia te charakteryzuje jednoczesne przenoszenie ciepła i masy.

wg kierunku przepływu płynu - a) współprądowe w których równoległy przepływ płynu odbywa się w tym samym kierunku. b) przeciwprądowe w których równoległy przepływ płynów odbywa się przeciwbieżnie. c) poprzeczno prądowe w których przepływ płynów odbywa się pod pewnym kątem. Jeżeli kąt ten wynosi 90⁰ to taki układ nazywa się krzyżowym.

wg przeznaczenia i zacho-dzących procesów - a) podgrzewacze: czynnik grzewczy i ogrzewany b) chłodnice: czynnik chłodzony i chłodzący c) skraplacze: czynnik chłodzący i skraplany. Zmiana stanu skupienia jednego z czynników który oddaje ciepło parowania d) wyparownik: czynnik grzewczy i odparowany e) skraplaczo-wyparowniki: czynnik skraplany i odparowany. Oba czynniki zmieniają stan skupienia.

wg konstrukcji - a) płaszczowo rurowe - jedno lub wielo przepływowe - z przegrodami poprzecznymi b) dwururowe typu rura w rurze c) wężownicowe d) dwupłytowe lub wielopłytowe..........Powierzchnie ogrzewane rurowe mogą być gładkie lub ożebrowane. Wymienniki płytowe mają pow. falistą.

Wymiana ciepłą zachodzi zgodnie z II zasadą termodynamiki na skutek i w kierunku istniejącego spadku temp.

1-czynnik ciepły, 2- czynnik zimny, `-wlot czynnika, ”- wylot czynnika, m[kg/s] -strumień masowy przepływającego płynu, i' i”[J/g] - entalpia właściwa płynu na dolocie, wylocie z wymiennika C_P[J/kg*K]- średnie ciepło właściwe w zakresie temp czynnika, v[m³/s]- obj. strumienia przepływu, ρ[kg/m³]- gęstość czynnika.

Przenoszenie ciepła odbywa się na skutek przenikania na które składają się procesy : a) przejmowanie ciepła od płynu gorącego do ścianki rury (płyty), b) przewodzenie ciepła w ściance, c) przejmowanie ciepła od ścianki do płynu zimnego

k[W/m²K]- wsp. przenikania ciepła, A_o[m²]- powierzchnia obliczeniowa wymiennika, t₁ t₂[^oC]- temp płynu ciepłego, zimnego.

Efektywność termiczna wymiennika- jest to stosunek rzeczywiście przyjętej (oddanej) przez strumień o mniejszej pojemności cieplnej W_i energii cieplnej do ilości max. możliwej do przekazania przy danych temp. wlotowych obydwu strumieni

---