• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Wymiennik ciepła



    Podstrony: 1 [2] [3] [4] [5] [6]
    Przeczytaj także...
    Węgiel aktywny (aktywowany) – substancja składająca się głównie z węgla pierwiastkowego w formie bezpostaciowej (sadza), częściowo w postaci drobnokrystalicznego grafitu (poza węglem zawiera zwykle popiół, głównie tlenki metali alkalicznych i krzemionkę). Charakteryzuje się bardzo dużą powierzchnią w przeliczeniu na jednostkę masy (500÷2500 m²/g - dla porównania powierzchnia kortu tenisowego wynosi około 260 m²), dzięki czemu jest doskonałym adsorbentem wielu związków chemicznych.Reakcja endotermiczna to reakcja chemiczna, dla której bilans wymiany ciepła z otoczeniem jest ujemny. Można też powiedzieć, że jest to reakcja, w której ciepło znajduje się po stronie substratów, albo inaczej która pochłania ciepło z otoczenia.
    Wymiennik ciepła

    Wymiennik ciepła – urządzenie, którego główną funkcją jest wymiana ciepła pomiędzy dwoma (lub więcej) płynami. Jest to ogólny termin odnoszący się do szerokiej grupy urządzeń różniących się przeznaczeniem, budową i sposobem realizacji przepływu ciepła.

    Chociaż termin ten kojarzony jest przede wszystkim z przemysłem, wymienniki ciepła są układami powszechnie spotykanymi również w życiu codziennym. Przykładem może być chłodnica samochodowa, podgrzewacz wody lub grzejnik.

    Liczba Reynoldsa (ang. Reynolds number) – jedna z liczb podobieństwa stosowanych w mechanice płynów (hydrodynamice, aerodynamice i reologii). Liczba ta pozwala oszacować występujący podczas ruchu płynu stosunek sił czynnych do sił biernych (sił bezwładności) związanych z tarciem wewnętrznym w płynie przejawiającym się w postaci lepkości.Benzyna – (łac. benzoe → nazwa żywicy jednego z drzew egzotycznych) jeden z głównych rodzajów paliwa stosowanego do napędu samochodów, samolotów i niektórych innych urządzeń posiadających silnik spalinowy. Stosowana także jako rozpuszczalnik.

    Spis treści

  • 1 Podział
  • 1.1 Podział ze względu na sposób przepływu ciepła
  • 1.2 Podział ze względu na układ strumieni
  • 2 Rekuperatory – przykłady
  • 2.1 Wymiennik płaszczowo-rurowy
  • 2.2 Wymiennik płytowy
  • 2.3 Wymiennik spiralny
  • 2.4 Zbiorniki z wężownicą lub płaszczem
  • 2.5 Kanał odzysku ciepła
  • 3 Rekuperatory z wytwarzaniem ciepła – przykłady
  • 3.1 Kocioł płomienicowy i płomieniówkowo-płomienicowy
  • 3.2 Reformer
  • 4 Regeneratory
  • 5 Oznaczenie na schematach
  • 6 Ruch ciepła wymiennikach
  • 6.1 Przewodzenie
  • 6.2 Konwekcja
  • 6.3 Przenoszenie ciepła w rekuperatorach
  • 6.4 Przenoszenie ciepła w regeneratorach
  • 6.5 Przenoszenie ciepła w wymiennikach kontaktowych
  • 6.6 Promieniowanie
  • 7 Dobór konstrukcji i materiałów
  • 8 Sterowanie
  • 8.1 Układ niekontrolowany
  • 8.2 Układ z bocznikowaniem strumienia (z bajpasem)
  • 8.3 Układ ze sprzężeniem zwrotnym
  • 8.4 Układ ze sprzężeniem do przodu
  • 8.5 Układ kaskadowy
  • 9 Zobacz też
  • 10 Uwagi
  • 11 Przypisy
  • 12 Bibliografia
  • Spalanie – reakcja chemiczna przebiegająca między materiałem palnym lub paliwem a utleniaczem, z wydzieleniem ciepła i światła. Paliwa i utleniacze mogą występować w trzech stanach skupienia: gazowym, ciekłym i stałym. Powszechnie dostępnym utleniaczem gazowym jest tlen zawarty w powietrzu. Utleniacze ciekłe i stałe są stosowane w silnikach rakietowych.Prawo Fouriera mówi, że gęstość przewodzonego strumienia ciepła jest wprost proporcjonalna do gradientu temperatury

    Podział[]

    Wymienniki ciepła są bardzo szeroką grupą urządzeń, które, w zależności od przeznaczenia, mogą różnić się między sobą wielkością i rodzajem budowy. Wiedza dotycząca wymienników ciepła obejmuje wiele różnych dziedzin (np. termodynamika, mechanika, metalurgia). Konieczne jest więc jej usystematyzowanie. Istnieje wiele podziałów opartych na różnych aspektach działania lub budowy wymienników.

    Liczba Nusselta – w termodynamice jedna z liczb podobieństwa. W ośrodku płynnym wyraża ona stosunek szybkości wymiany ciepła w wyniku konwekcji do szybkości wymiany ciepła w wyniku przewodnictwa cieplnego. Liczbę Nusselta definiuje się zwykle jako:Przewodność cieplna, współczynnik przewodnictwa ciepła oznaczany symbolem λ lub k określa zdolność substancji do przewodzenia ciepła. W tych samych warunkach więcej ciepła przepłynie przez substancję o większym współczynniku przewodności cieplnej.

    Podział ze względu na sposób przepływu ciepła[]

    Ze względu na sposób przepływu ciepła wymienniki można podzielić na dwie główne grupy – wymienniki kontaktowe (w których dochodzi do kontaktu płynów) oraz bezkontaktowe (w których płyny nie mają ze sobą kontaktu).

    Wymienniki bezkontaktowe można podzielić na rekuperatory (wymienniki przeponowe, z bezpośrednią wymianą ciepła), regeneratory (z pośrednią wymianą ciepła) oraz złoża fluidyzacyjne.

    Ciepło w fizyce – jeden z dwóch, obok pracy, sposobów przekazywania energii wewnętrznej układowi termodynamicznemu. Jest to przekazywanie energii chaotycznego ruchu cząstek (atomów, cząsteczek, jonów).Przewodzenie ciepła – proces wymiany ciepła między ciałami o różnej temperaturze pozostającymi ze sobą w bezpośrednim kontakcie. Polega on na przekazywaniu energii kinetycznej bezładnego ruchu cząsteczek w wyniku ich zderzeń. Proces prowadzi do wyrównania temperatury między ciałami.

    W rekuperatorach płyny oddzielone są ścianką (przeponą), w poprzek której zachodzi wymiana ciepła. Jeżeli w wymienniku takim nie zachodzi dodatkowa generacja ciepła są to rekuperatory proste. Istnieją również rekuperatory, w których po jednej ze stron dodatkowo wytwarzane jest ciepło (np. na drodze reakcji spalania lub reakcji jądrowej). Wymienniki takie nazywają się rekuperatorami z wytwarzaniem ciepła. Przykładem takich wymienników są np. reformery lub kotły płomienicowe. Rekuperatory proste są najczęściej spotykaną odmianą wymienników w przemyśle. Należą do nich np. wymienniki płaszczowo-rurowe lub wymienniki płytowe.

    Odpowietrzacz, ewakuator – aparat służący do usuwania powietrza z napełnionych puszek z konserwą. Czynność ma na celu przedłużenie trwałości konserw.Farmacja (nauki farmaceutyczne) – nauka o lekach, także ogólna nazwa wszystkich kierunków studiów farmaceutycznych. Nazwa pochodzi ze starożytnego egipskiego: ph-ar-maki znaczącego kto zapewnia bezpieczeństwo .

    W regeneratorach płyny naprzemiennie przepływają tą samą drogą. Wymiana ciepła jest możliwa dzięki magazynowaniu ciepła w złożu porowatym, przez które przepływają płyny. Proces taki nie jest ciągły, ale składa się z fazy ciepłej (w której ciepło jest oddawane przez płyn ciepły) oraz fazy zimnej (w której ciepło jest oddawane do płyny zimnego). Ze względu na nieciągłość procesu oraz ograniczenia konstrukcyjne wymienniki te są rzadziej spotykane w przemyśle.

    Kocioł płomienicowo-płomieniówkowy, w początkowym okresie ich rozwoju także nazywany rurowym (aktualnie rurowymi nazywamy tylko kotły opłomkowe).Energia gr. ενεργεια (energeia) – skalarna wielkość fizyczna charakteryzująca stan układu fizycznego (materii) jako jego zdolność do wykonania pracy.

    W złożach fluidyzacyjnych zachodzą procesy, które są kombinacją procesów zachodzących w rekuperatorach i regeneratorach. Złoże takie składa się ze zbiornika wypełnionego cząsteczkami ciała stałego. Na dnie zbiornika znajduje się wlot gazu, który przepływa przez zbiornik i opuszcza go na górze. Po osiągnięciu odpowiedniej prędkości przepływu gaz zaczyna unosić cząsteczki ciała stałego do góry. Cząsteczki unoszą się w zbiorniku zachowując się jak ciecz. Zbiorniki mogą być dodatkowo wyposażone w wężownicę lub płaszcz chłodzący. Ruch ciepła w takich aparatach odbywa się od cząsteczek ciała stałego (jak w regeneratorach) do gazu, a następnie poprzez ściankę płaszcza lub wężownicy (jak w rekuperatorach). Złoża fluidyzacyjne stosuje się np. w procesie zgazowania węgla, wytwarzania węgla aktywnego, suszenia, prażenia rud, krakowania i syntezy benzyny.

    Kraking, krakowanie – (ang. cracking – pękanie) proces technologiczny stosowany w celu przerobu ciężkich frakcji ropy naftowej na benzynę i oleje.Kelwin – jednostka temperatury w układzie SI równa 1/273,16 temperatury termodynamicznej punktu potrójnego wody, oznaczana K. Definicja ta odnosi się do wody o następującym składzie izotopowym: 0,00015576 mola H na jeden mol H, 0,0003799 mola O na jeden mol O i 0,0020052 mola O na jeden mol O.

    Wymienniki kontaktowe można podzielić na wymienniki:

  • układ cieczy niemieszających się, w którym dochodzi do kontaktu dwóch niemieszających się cieczy. Przykładem procesów wykorzystujących ten układ wymiany ciepła może być skraplanie związków organicznych lub oparów oleju.
  • typu gaz-ciecz, w których ciepło wymieniane jest pomiędzy cieczą (najczęściej wodą) oraz gazem. Ten rodzaj wymienników stosuje się w procesach chłodzenia cieczy oraz nawilżania gazu. Najczęściej spotykanym przykładem są wieże chłodnicze, w których woda ścieka drobnymi kroplami ochładzając się kosztem powietrza znajdującego się w wieży.
  • typu ciecz-para, których dochodzi do wymiany ciepła pomiędzy płynami a ich parą. Ten rodzaj wymienników często stosuje się do ogrzewania wody poprzez bezpośredni wtrysk pary (np. w odpowietrzaczach) lub chłodzenia pary przez bezpośredni wtrysk wody.
  • W wymiennikach kontaktowych płyny wchodzą w bezpośredni kontakt między sobą. Pomimo dużych ograniczeń, takie rozwiązanie posiada też pewne zalety - pozwala na uzyskanie bardzo dużych współczynników przewodzenia ciepła, jest stosunkowo tanie, nie ma problemu wytrącania się osadu na powierzchni wymiany ciepła. W dodatku wymiana ciepła pomiędzy kilkoma strumieniami jest stosunkowo prosta do zrealizowania.

    Konwekcja – proces przekazywania ciepła związany z makroskopowym ruchem materii w gazie, cieczy bądź plazmie, np. powietrzu, wodzie, plazmie gwiazdowej. Czasami przez konwekcję rozumie się również sam ruch materii związany z różnicami temperatur, który prowadzi do przenoszenia ciepła. Ruch ten precyzyjniej nazywa się prądem konwekcyjnym.Podgrzewacz ciepłej wody użytkowej, podgrzewacz CWU (c.w.u.) - urządzenie stosowane w domowej instalacji wodnej, jako rozpowszechniony sposób przygotowywania ciepłej wody użytkowej. Najczęściej są spotykane w łazienkach lub bezpośrednio przy kotłach, będących źródłem energii cieplnej.


    Podział ze względu na układ strumieni[]

    Rozkład temperatur w wymienniku współprądowym
    Rozkład temperatur w wymienniku przeciwprądowym

    Ze względu na układ strumieni wymienniki można podzielić na współprądowe, przeciwprądowe, o przepływie krzyżowym oraz złożone.


    Napój alkoholowy – napój zawierający etanol. Napoje alkoholowe dzielone są na piwa, wina oraz alkohole spirytusowe. Spożywanie napojów alkoholowych jest legalne w większości krajów a ponad 100 państw posiada przepisy regulujące ich produkcję, sprzedaż i spożywanie. W Polsce, według definicji ustawowej napój alkoholowy to każdy produkt przeznaczony do spożycia zawierający więcej niż 0,5% alkoholu etylowego pochodzenia rolniczego.Metalurgia – nauka o metalach, obejmująca m.in. obróbkę plastyczną, odlewnictwo, metaloznawstwo i metalurgię ekstrakcyjną. Przedmiotem badań metalurgii jest obróbka rud metali aż do produktu końcowego (np. kabel miedziany, drzwi samochodowe, profile aluminiowe). W języku potocznym utożsamiana jest często z hutnictwem, przy czym hutnictwo zajmuje się wyłącznie metalurgią ekstrakcyjną. Obecnie procesy ekstrakcji metali stanowią niewielki odsetek przedmiotów badań metalurgii, która skupia się głównie na przetwórstwie metali, czyli wytwarzaniu przedmiotów użytkowych.


    W układzie współprądowym wymiana ciepła zachodzi pomiędzy dwoma strumieniami biegnącymi w tym samym kierunku. Z punktu widzenia wymiany ciepła jest to najmniej wydajny układ. Charakteryzuje się stosunkowo niską średnią różnicą temperatur (która jest siłą napędową procesu). Skutkiem tego jest większa powierzchnia wymiany ciepła konieczna do realizacji procesu, a co za tym idzie, większy i droższy wymiennik. Wymiennik ten jest korzystny ze względu na rozkład naprężeń cieplnych. Ponieważ gorący i zimny strumień wpływają do wymiennika z tej samej strony średnia temperatura ścianki w wymienniku jest bardziej jednorodna na całej długości. Skutkiem tego są mniejsze naprężenia termiczne.

    Rekuperator – urządzenie stosowane w systemach wentylacyjnych, które umożliwia rekuperację (odzyskiwanie) ciepła z powietrza wywiewanego z budynku lub instalacji przemysłowej.Prawo Plancka – prawo opisujące emisję promieniowania elektromagnetycznego przez ciało doskonale czarne będące w równowadze termodynamicznej znajdujące się w danej temperaturze.

    Bardziej efektywny jest układ przeciwprądowy. Dodatkową zaletą tego układu jest możliwość podgrzania lub ochłodzenia strumienia do temperatury wlotowej drugiego strumienia. Wadą jest możliwość pojawienia się dużych naprężeń cieplnych.

    W układzie krzyżowym oba strumienie przepływają względem siebie pod kątem prostym. Chociaż czysty układ krzyżowy jest rzadko spotykanym rozwiązaniem, często spotyka się go w przypadku wymienników płaszczowo-rurowych jako składowa przepływu. Przegrody stosowane powszechnie w celu zwiększenia dynamiki przepływu płynu w przestrzeni płaszczowej, dzielą ją na szereg segmentów o przepływie krzyżowym.

    Wymiana ciepła (nazywana także transportem ciepła lub przekazywaniem ciepła) jest to jeden ze sposobów (obok pracy) przekazywania energii pomiędzy układami termodynamicznymi.Reforming parowy – proces produkcji wodoru z metanu i pary wodnej. W temperaturze 700–1100 °C, w obecności katalizatora metalicznego, para wodna reaguje z metanem tworząc gaz syntezowy złożony z tlenku węgla i wodoru:

    Układy złożone (np. wymienniki z płaszczem o przepływie dzielonym lub rozbieżnym) są kombinacją powyższych układów. Większość wymienników spotykanych w przemyśle ma charakter złożony.

  • Przepływ współprądowy

  • Przepływ przeciwprądowy

  • Przepływ krzyżowy

  • Prawo Lamberta - prawo optyki sformułowane przez Johanna Heinricha Lamberta w 1760 r określające zależność światłości od kierunku obserwacji:Metr – jednostka podstawowa długości w układach: SI, MKS, MKSA, MTS, oznaczenie m. Metr został zdefiniowany 26 marca 1791 roku we Francji w celu ujednolicenia jednostek odległości. W myśl definicji zatwierdzonej przez XVII Generalną Konferencję Miar i Wag w 1983 jest to odległość, jaką pokonuje światło w próżni w czasie 1/299 792 458 s.


    Podstrony: 1 [2] [3] [4] [5] [6]



    w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)

    Warto wiedzieć że... beta

    Liczby podobieństwa, zwane też liczbami kryterialnymi – to bezwymiarowe współczynniki stosowane w równaniach zachowania, opisujące układy fizyczne i sprowadzone do postaci bezwymiarowej, definiowane zwykle jako stosunek łatwo mierzalnych wielkości wymiarowych lub jako stosunek wyrazów opisujących dany proces w równaniach (np. liczba Reynoldsa jest stosunkiem członu adwekcyjnego do członu dyfuzyjnego w równaniu Naviera-Stokesa). Służą one zwykle do upraszczania rachunków fizycznych i inżynieryjnych, a ich wartość pozwala często na łatwe charakteryzowanie natury opisywanych przez nie zjawisk (jeżeli dwa układy posiadają taką samą wartość liczby bezwymiarowej, opisującej konkretny układ to znaczy, że układy te są dynamicznie podobne).
    Reakcja egzotermiczna − reakcja chemiczna, która ma dodatni bilans wymiany ciepła z otoczeniem. Można też powiedzieć, że jest to reakcja, w której ciepło znajduje się po stronie produktów, albo inaczej która emituje ciepło.
    Promieniowanie cieplne (termiczne, temperaturowe) – promieniowanie elektromagnetyczne generowane przez cząstki naładowane elektrycznie w wyniku ich ruchu termicznego w materii. Cała materia o temperaturze większej od zera bezwzględnego emituje promieniowanie cieplne.
    Oleje – oleiste substancje ciekłe lub łatwo topniejące substancje stałe, nierozpuszczalne w wodzie, o bardzo różnej budowie chemicznej i zastosowaniach, za to o podobnych niektórych właściwościach fizycznych. Chemicznie są definiowane jako wszystkie substancje rozpuszczalne w danym rozpuszczalniku, zastosowanym przy ich wykrywaniu (np. n-heksan, trichlorotrifluoroetan).
    Wymiennik płaszczowo-rurowy jest rodzajem wymiennika ciepła, który składa się z cylindrycznego płaszcza i przebiegających w nim rurek (rur cienkościennych). Powierzchnią wymiany ciepła jest powierzchnia rurek, w poprzek której zachodzi przepływ ciepła pomiędzy płynem wewnątrz rurek a płynem na zewnątrz rurek (wewnątrz płaszcza). Ze względu na swoją wszechstronność wymiennik ten jest najczęściej stosowanym typem w przemyśle.
    Grzejnik (potocznie nazywany kaloryferem z fr. calorifère) , czyli wymiennik cieplny typu woda-powietrze lub para-powietrze; element układu centralnego ogrzewania. Powszechnie stosowany w najróżniejszych pomieszczeniach.
    Język polski (polszczyzna) – język naturalny należący do grupy zachodniosłowiańskich (do których należą również czeski, słowacki, kaszubski, dolnołużycki, górnołużycki i wymarły połabski), stanowiących część rodziny indoeuropejskiej.

    Reklama

    Czas generowania strony: 0.087 sek.