Применение теплообменников

Трудно сказать, когда человечество познакомилось с процессами теплообмена. Скорее всего, оно столкнулось с ними на заре своего развития, и они были, скорее всего, практически первыми физическими процессами, постигнутыми тогдашними людьми. Доподлинно известно о том, что в Древнем Риме его тогдашние обитатели были уже хорошо знакомы с теплообменом. В дальнейшем это знакомство стало настолько плотным, что без теплотехники в современном человеческом обществе уже никак не обойтись.

Длительный период развития этой науки обогатил человеческие знания не только открытием и обоснованием соответствующих законов, но и изобретением многих приборов, нашедших широкое распространение в различных отраслях промышленности и хозяйства. Носители помещались в разнообразные емкости и трубы, в качестве теплообменных поверхностей стал применяться широкий спектр материалов. Был изобретен противоток носителей, когда они прокачивались по каналам в противоположном направлении для усиления теплообмена. Проводились эксперименты по изменению параметров давления в системах, варьированию скоростного режима и турбулентности.

Появились образцы, где в качестве контактирующих сред применялась не только вода или пар, но и газообразные, вязкие и агрессивные носители. В пластинчатых моделях, которые отличаются повышенной эффективностью теплообмена, экспериментировали с поверхностью пластин, добиваясь все более высоких значений коэффициента полезного действия.

Пластины для уплотнения, которые ранее изготавливались из обычной резины, начали делать из синтетических материалов, тем самым увеличивая надежность и безопасность всей системы. Были разработаны действенные реагенты для промывки теплообменников, позволяющие проводить качественную чистку внутренних поверхностей аппаратов с целью увеличения их сроков службы. Особое место занимают теплообменные аппараты на предприятиях химической и нефтехимической промышленности. Они, вместе с реакторами и ректификационными колоннами, относятся к основному оборудованию на подобных производствах.

Например, в нефтяной промышленности данный тип устройств используется с целью уменьшить вязкость углеводородов, которые поднимаются из скважины. Для этого используется кожухотрубчатый теплообменник, который за счет многочисленных трубок имеет большую поверхность теплообмена. В данном случае применяется его многоходовой противоточный тип, в котором трубные решетки жестко закреплены.

В нефтехимии теплообменный аппарат исполняет одну из ведущих ролей в крекинговом процессе разгонки нефти по фракциям и синтезе полимеров. Здесь используют несколько видов теплообменных аппаратов, включая и графитовые образцы, которые работают с агрессивными средами. Очень востребованы устройства для обмена тепла в пищевой промышленности, особенно в молочной отрасли в ходе процесса пастеризации молока и последующем его охлаждении перед упаковкой.