17 枚の熱交換器の動作原理図、何枚見たことがありますか?

熱い流体の熱を冷たい流体に部分的に伝達するために使用される装置は、熱交換器と呼ばれ、熱交換器とも呼ばれます。化学、石油、電力、食品、その他多くの工業生産において重要な位置を占めています。化学製品の製造では、熱交換器はヒーター、クーラー、凝縮器、蒸発器、リボイラーとして機能します。それらの用途は非常に幅広いです。この記事は、熱交換器の動作原理を深く理解するのに役立ちます~

熱交換器の分類

さまざまな媒体に適合し、さまざまな作業条件に適応し、さまざまな温度に適応し、さまざまな圧力に適応する熱交換器には、さまざまな構造タイプがあります。熱交換器の具体的な分類は次のとおりです。

1. 伝熱原理による分類

隔壁熱交換器

壁で隔てられた空間には、温度の異なる二つの流体が存在します。それらはその中を流れ、壁の熱伝導と壁面上の流体の対流を利用して、2つの流体間の熱交換を実現します。これが隔壁熱交換器です。隔壁型熱交換器には、シェルアンドチューブ型、スリーブ型、その他のタイプの熱交換器が含まれます。隔壁熱交換器は現在最も広く使用されている熱交換器です。

蓄熱式熱交換器

蓄冷式熱交換器は、固体材料で作られた蓄冷器を使用して、高温流体から低温流体に熱を伝達します。熱媒体はまず固体材料を加熱して特定の温度に達し、次に冷媒体が固体材料によって加熱されて熱伝達の目的が達成されます。再生熱交換器にはロータリー式やバルブ切替式など多くの種類があります。

流体接続間接熱交換器

流体接続型間接熱交換器は熱交換器の一種です。この熱交換器は、2 つの表面熱交換器の間を循環する熱媒体を介して 2 つの表面熱交換器を接続します。熱媒体は、高温流体熱交換器と低温流体との間を循環し、低温流体熱交換器において高温流体から熱を受け取り、低温流体に放熱する。

直接接触熱交換器

このタイプの装置はハイブリッド熱交換器と呼ばれ、2つの流体を直接接触させて混合し、熱交換させる装置です。例えば、冷却水塔やガス凝縮器などの設備もこのような設備と呼ばれます。

複合熱交換器

蒸気の表面で間接的に熱交換する方式に加え、水と直接混流熱交換する装置も備えています。蒸気と水の表面間接熱交換と比較して、熱交換効率が高くなります。蒸気と水の直接混合熱交換に比べて安定性が高く、装置騒音も低くなります。

2. 用途による分類

ヒータ

ヒーターは流体を必要な温度まで加熱する機能を持っています。しかし、加熱された流体は相変化を起こしません。

予熱器

予熱器は流体を予熱し、プロセス操作のための標準プロセスパラメータを提供します。

過熱器

過熱器は、流体 (プロセスガスまたは蒸気) を過熱状態まで加熱するために使用されます。

蒸発器

エバポレーターは、流体を加熱するために使用される装置です。流体の温度が沸点以上に上昇し、流体が蒸発し、通常は相変化が起こります。

3. 構造による分類

フローティングヘッド熱交換器、固定管プレート熱交換器、U字管プレート熱交換器、プレート熱交換器などがあります。

各種動作原理図

ケーシング熱交換器

コークスプラント再生装置

フローティングヘッド熱交換器

浸漬コイル熱交換器

プレート式熱交換器

補償リング付き熱交換器

プレートフィン熱交換器

ジャケット熱交換器

U字型チューブ熱交換器

チューブアンドチューブ熱交換器コンポーネント

スパイラルプレート熱交換器

チューブアンドチューブ熱交換器

スプレー熱交換器

ガス冷却塔

ヒートパイプ熱交換器

再生器の原理

浴室温水暖房

業界の現状

1. 概要

石油、化学薬品、軽工業、医薬品、エネルギーなどの工業生産では、低温流体の加熱、高温流体の冷却、液体を蒸気に蒸発させたり、蒸気を凝縮させたりするために熱交換器がよく使用されます。

ヒーター、クーラー、凝縮器などの機器のユニットを熱交換器と呼びます。アンモニア合成塔の熱交換器など、特定のプロセス装置のコンポーネントは熱交換器とも呼ばれます。熱交換器は化学品製造における重要なユニット機器です。統計によると、熱交換器のトン数はプロセス装置全体の約 20% を占め、場合によっては 30% に達することもあります。これはその重要性を示しています。

2. シェルアンドチューブタイプ

シェルアンドチューブ熱交換器は大量かつ多様な製品であり、耐摩耗性、耐食性、高強度を備えた新材料が急務となっています。私の国は、ステンレス鋼銅合金複合材料、アルミニウム – マグネシウム合金、炭化ケイ素およびその他の非金属材料の促進においてさまざまな程度の進歩を遂げており、その中でチタン材料は急速に発展しています。

チタンは海水、塩素アルカリ、酢酸などに対して比較的耐食性が良いという現状があり、これをベースにさらに熱伝導を高めれば、さらに理想的な効果が得られます。一部の製造部門はすでにチタン素材の加工および製造技術を十分に習得しています。材料の噴霧に関しては、我が国は海外からの生産ラインの導入に成功しています。アルミニウムとマグネシウムの合金は、耐食性や熱伝導率が比較的高く、チタンに比べて価格が安いことから注目されています。

熱交換器の性能向上、伝熱効率の向上、伝熱面積の縮小による圧力損失の低減、装置の熱強度の向上に関する国内研究は、省エネと効率向上の点で顕著な成果を上げています。熱交換器を広範囲に使用することで、エネルギー利用が効果的に改善され、企業コストが削減され、効率が向上しました。