Теплообменники пластины появились в 1920 -х годах и были применены в пищевой промышленности. Теплообменник, изготовленный из трубки пластины, имеет компактную структуру и имеет хороший эффект теплопередачи, поэтому он постепенно превращался в различные формы. В начале 1930 -х годов Швеция сделала свой первый спиральный теплообменник. Затем Великобритания использовала пабу для производства теплообменника пластин из меди, и его сплавных материалов для рассеивания тепла самолетов. В конце 1930 -х годов Швеция произвела первую пластинку и теплообменник для оболочки для использования в мельницах. В течение этого периода, чтобы решить проблему теплопередачи в высокопрофсиальных средах, люди начали обращать внимание на теплообменники из новых материалов.
Примерно в 1960-х годах из-за быстрого развития космических технологий и передовой науки возникла срочная необходимость в различных эффективных и компактных теплообменниках. Кроме того, разработка технологий штамповки, пайки и герметизации еще больше улучшила производственный процесс теплообменников, что способствует энергичной разработке и широко распространенное применение компактных теплообменников. Кроме того, с 1960 -х годов были дополнительно разработаны типичные теплообменники оболочки и трубки для удовлетворения потребностей теплопередачи и сохранения энергии в условиях высокой температуры и давления. В середине -1970 S, чтобы улучшить теплопередачу, теплообменники тепловой трубы были созданы на основе исследования и развития тепловых труб.
Теплообменники могут быть классифицированы на три типа на основе их методов теплопередачи: гибридный, хранение тепла и тип разделения.
Гибридный теплообменник - это теплообменник, который обменивает тепло через прямой контакт и смешивание холодных и горячих жидкостей, также известных как контактный теплообменник. Из -за необходимости своевременного разделения после теплового обмена между двумя жидкостями этот тип теплообменника подходит для теплообмена между газовыми и жидкими жидкостями. Например, в охлаждающих башнях, используемых на химических заводах и электростанциях, горячая вода распыляется сверху вниз, в то время как холодный воздух втягивается снизу вверх. На поверхности водной пленки или капель и капель воды начинного материала горячая вода и холодный воздух вступают в контакт друг с другом для теплообмена. Горячая вода охлаждается, а холодный воздух нагревается, а затем своевременное разделение достигается разницей плотности между двумя жидкостями.
Регенеративный теплообменник - это теплообменник, который использует переменный поток холодных и горячих жидкостей через поверхность корпуса хранения тепла (упаковка) в камере для хранения тепла, чтобы обмениваться теплом, например, камеру для хранения тепла под коксовой печи для предварительного нагрева воздуха. Этот тип теплообменника в основном используется для восстановления и использования тепла высокотемпературного выхлопного газа. Аналогичное оборудование, разработанное для извлечения охлаждающей способности, называется холодным устройством для хранения, которое обычно используется в единицах отделения воздуха.
Теплообменник типа стенки - это тип теплообменника, в котором холодные и горячие жидкости разделяются твердыми стенами, а тепло обменивается через стены. Следовательно, он также известен как поверхностный теплообменник, и этот тип теплообменника широко используется.
Межстенные теплообменники могут быть классифицированы на тип трубки, тип пластины и другие типы на основе структуры поверхности теплопередачи. Теплообменники труб используют поверхность трубок в качестве поверхности теплопередачи, в том числе змеиные теплообменники, теплообменники с оболочкой, а также теплообменники с оболочкой и трубкой; Теплообменники на поверхности пластины используют поверхность пластины в качестве поверхности теплопередачи, включая теплообменники пластины, теплообменники спиральной пластины, теплообменники пластины, теплообменники пластинки и теплообменники с зонтичными пластинками; Другие типы теплообменников предназначены для удовлетворения определенных специальных требований, таких как царапина поверхностных теплообменников, теплообменники роторных дисков и воздушные охладители.
Относительное направление потока жидкости в теплообменнике обычно включает в себя два типа: ток СО и ток счетчика. При протекании вниз по течению разница температур между двумя жидкостями на входе является самым большим и постепенно уменьшается вдоль поверхности теплопередачи, достигая минимальной разницы температур на выходе. При протекании наоборот распределение разности температур между двумя жидкостями вдоль поверхности теплопередачи относительно равномерно. При условии постоянных температур входа и выходов холодных и горячих жидкостей, когда в обеих жидкостях нет фазового изменения, средняя разница температур между восходящим и нисходящим по течению является максимумом и минимальным.
В тех же условиях теплопередачи, используя противотол, может увеличить среднюю разницу температуры и уменьшить площадь теплопередачи теплообменника; Если площадь теплопередачи остается неизменной, использование Counterflow может уменьшить потребление нагрева или охлаждающей жидкости. Первый может сэкономить расходы на оборудование, в то время как последний может сэкономить эксплуатационные расходы, поэтому теплообменник тепловыделения должен быть принят как можно больше при проектировании или использовании производства.
Когда существует фазовое изменение (кипячение или конденсация) в одном или обеих холодных и горячих жидкостях, температура самой жидкости остается неизменной из -за высвобождения или поглощения скрытой теплоты испарения во время изменения фазы. Следовательно, температура входа и выходов жидкости равны, а разность температур между двумя жидкостями не зависит от направления потока жидкости. В дополнение к двум типам наружного потока, а именно вперед вперед и обратного потока, существуют также указания, такие как перекрестный поток и отклонение.
Снижение теплостойчивости в межстенном теплообменнике во время теплопередачи является важной проблемой для улучшения коэффициента теплопередачи. Термическое сопротивление в основном происходит от тонкого слоя жидкости (называемого пограничного слоя), прилипшего к поверхности теплопередачи с обеих сторон стенки перегородки, а загрязненный слой образовался с обеих сторон стены во время использования теплообменника. Термическое сопротивление металлической стенки относительно невелико.
Увеличение скорости потока и нарушения жидкости может снизить пограничный слой, уменьшить тепловое сопротивление и улучшить коэффициент теплопередачи. Тем не менее, увеличение скорости потока жидкости увеличит потребление энергии, поэтому должна быть сделана разумная координация между снижением теплостойкости и потреблением энергии во время конструкции. Чтобы уменьшить тепловое сопротивление грязи, можно приложить усилия, чтобы замедлить образование грязи и регулярного очистки поверхности теплопередачи.
Как правило, теплообменники изготовлены из металлических материалов, среди которых углеродистая сталь и низкопластная сталь в основном используется для производства теплообменников среднего и низкого давления; В дополнение к тому, что в основном используется для различных условий коррозионной стойкости, аустенитная нержавеющая сталь также может использоваться в качестве материала, устойчивого к высоким и низким температурам; Медь, алюминий и их сплавы обычно используются при изготовлении низкотемпературных теплообменников; Никелевые сплавы используются в условиях высокой температуры; В дополнение к изготовлению деталей прокладки, некоторые неметаллические материалы использовались для изготовления коррозионных теплообменников, таких как графитовые теплообменники, фторупластические теплообменники и стеклянные теплообменники.