Предназначение и конструкция пластинчатых теплообменников

Для нагревания жидкостей используются разного рода устройства. Среди них можно назвать, например, водогрейные котлы, в которых горелка ГМГ (газомазутная) обеспечивает высокую температуру жидкости.

Нагревать жидкости можно и при помощи котлов на твердом топливе – дровах, угле. Такого типа топливо подается на чугунные колосники, что обеспечивает стабильный приток воздуха в топке и создает высокую температуру горения.

Значительным коэффициентом полезного действия наделен теплообменник пластинчатый, представляющий собой устройство, позволяющее осуществлять передачу тепла от разогретого теплоносителя на холодную среду посредством стальных, медных, графитовых гофрированных пластин, собранных в отдельные пакеты. Такие пластины, обычно выполненные из коррозионностойкой стали с толщиной примерно 0,5-0,6 миллиметров методом холодной штамповки, и являются основным элементом пластинчатых теплообменников.

В ходе теплообмена жидкости движутся во встречных направлениях, но не смешиваются, поскольку этому препятствует стальная пластина или же двойное резиновое уплотнение.

Основные технические характеристики теплообменников регламентируются ГОСТом 15518-83. Поверхность теплообмена может составлять 2-600 квадратных метров – это зависит от типоразмера применяемых пластин. Они используются в качестве подогревателей, конденсаторов или холодильников при рабочем давлении порядка 1,6 мПа и при температурном режиме от -30 до +180 градусов.

По своей конструкции, а также и по степени доступа к очистке, пластинчатые теплообменники подразделяют на разборные (их проще всего очищать), полуразборные (полусварные) и неразборные (сварные либо паяные).

Конструктивные особенности

Поверхность таких устройств образована тонкими штампованными гофрированными пластинами. Рабочие жидкости в них движутся по щелевым каналам между соседствующими пластинами. Каналы для нагреваемого и греющего теплоносителей чередуются.

Теплообменник самого простого типа состоит как минимум из трех пластин, образующих два канала: первый для греющего теплоносителя, другой – для нагреваемого. Поверхность пластин гофрирована, что способствует турбулизации потоков рабочих жидкостей и повышает коэффициент отдачи тепла. По форме, размерам и профилям эти поверхности весьма разнообразны.

Каждая из теплопередающих пластин в пакете относительно соседних повернута на 180 градусов, что позволяет создать равномерную сетку их пересечения. Между парами смежных пластин возникает щелевой канал сложной конфигурации, по которому движется рабочая жидкость. На этом пути она совершает извилистое трехмерное движение, в результате которого и обеспечивается турбулизация потоков.

Угловые отверстия для перемещения жидкости сконструированы таким образом, чтобы снизить гидравлическое сопротивление на входе и на выходе из канала, уменьшить количество отложений на таких участках и рациональнее использовать поверхность пластин для теплообмена.

Рама устройства, в котором установлены пластины, выполняется в виде опорной плиты с нижней и верхней штангами, которые закрепляются в ней и поддерживаются общей стойкой.