Пластинчастий теплообмінник - пристрій та принцип роботи
Пластинчасті теплообмінники відносяться до класу рекуперативних теплообмінників і є апаратами, теплообмінна поверхня яких утворена набором тонких штампованих металевих пластин.Пластини теплообмінника, зібрані в єдиний пакет, утворюють між собою канали, якими протікають теплоносії, що обмінюються тепловою енергією. Канали з теплоносіями А та В чергуються між собою.
Основні розміри та параметри найбільш поширених у промисловостіпластинчастих теплообмінників визначені ГОСТ 15518-83. Їх виготовляють із поверхнею теплообміну від 2 до 600 м2 залежно від типорозміру пластин; ці теплообмінники використовують при тиску до 1,6 МПа і температурі робочих середовищ від -30 до +180° для реалізації теплообміну між рідинами і парами (газами) в якості охолоджувачів, підігрівачів і конденсаторів.
Типи пластинчастих теплообмінників
Пластинчасті теплообмінники поділяють за ступенем доступності поверхні теплообміну для механічного очищення та огляду:
Найбільш широко застосовують розбірніпластинчасті теплообмінники, в яких пластини відокремлені одна від одної гумовими ущільненнями. Монтаж та демонтаж цих апаратів здійснюють досить швидко, очищення теплообмінних поверхонь потребує незначних витрат праці.
Підключення пластинчастих теплообмінників
Існують конструкції пластинчастих теплообмінників, у яких патрубки входу та виходу теплоносіїв розташовані як на передній, так і на задній плиті:
Приєднання до входів та виходів робочих середовищ здійснюється за допомогою фланцевих з'єднань, з'єднань під зварювання (сталева труба) або різьбового.з'єднання. Можлива також відсутність будь-якого патрубка на вході або виході теплоносія. В такому випадку навколо отвору на плиті виконуються отвори з внутрішнім різьбленням під шпильки, за допомогою яких можна приєднати трубопровід з теплоносієм із застосуванням термостійкого гумового або каучукового ущільнення.
Пластини для пластинчастих теплообмінників
Пластинчасті теплообмінники, що серійно випускаються, комплектують пластинами, штампованими з листового металу товщиною до 1 мм. Як матеріал застосовується корозійностійка сталь, титан, спеціальні сплави. Пластини пластинчастого теплообмінника мають гофровану поверхню для турбулізації потоків у каналах, що підвищує ефективність теплопередачі та перешкоджає відкладенню забруднень. Гофри пластин зазвичай мають у перерізі профіль рівностороннього трикутника. Чим тупіший кут, під яких розташовані гофри пластини, тим більший опір створюється в каналах, чим гостріший кут, тим менше опір і вища швидкість потоків.
Розрахунок пластинчастих теплообмінників
Розрахунок пластинчастих теплообмінників на міцність зводиться до розрахунку натискних та проміжних плит, пластин, штанг, стяжних болтів, колекторів, днищ та кришок.
При проектуванні та підборі проводяться теплові та гідравлічні розрахунки з метою визначення всіх характеристик пластинчастого теплообмінника , а також параметрів процесу теплопередачі. Далі наведено спрощенийрозрахунок пластинчастого теплообмінника для прикладу. Отже,пластинчастий теплообмінник вже спроектований. Він складається із 101 пластини, які утворюють 100 каналів. Половина їх зарезервована для потоку гарячої води, інша половина дляпотоку холодної води. Два зовнішні канали, один гарячий і холодний, матимуть теплопередачу лише з одного боку, т.к. з другого боку каналу із водою немає. Пам'ятаємо про це, але не враховуємо це в прикладі: