G. Обший случай.

Все описанные выше идеализированные схемы движения теплоносителей представляют собой частные варианты общего случая многоходовых течений взаимно проникающих сплошных сред. При этом различные потоки теплоносителей поступают в общий объем в нескольких фиксированных входных точках и покидают его в нескольких фиксированных выходных точках, разделяясь после входа в объеме теплообменника и вновь объединяясь в выходных точках.

На рис. 6 показана воображаемая схема движения двух теплоносителей. Те­чение жидкостей в пространстве теплообменника оказывается трехмерным, при этом могут существовать зоны рециркуляции, в которых линии тока замкнуты.

 

 

Рис.6. Общий случай взаимопроникающих сред для двух теплоносителей (твердые элементы типа труб, перегородок и т. п. не изображены)

Н. Схемы течения при разделенном во времени теплообмене греющей и обогреваемой сред: регенераторы.

Во всех приведенных выше приме­рах подразумевалось, что течение является стационарным и оба потока тепло­носителей проходят через теплообменник одновременно. Такого класса теплообменники называют рекуператорами. Имеются и другого класса тепло­обменники, именуемые регенераторами, в которых два потока теплоносителей проходят через одно и то же пространство попеременно. В регенераторах теп­лота, переданная от одного из теплоносителей твердым стенкам канала, акку­мулируется ими, а затем отдается второму теплоносителю, когда наступает его очередь движения через аппарат.

Рис. 7. Схема регенеративного теплообменника

Регенераторы могут быть выполнены с противоточным однонаправлен­ным и перекрестным течением теплоносителей так же, как и рекуператоры. Таким образом, простейшим противоточным генератором является прямая гори­зонтальная труба (рис. 7). Через трубу один теплоноситель подается слева на­право (в периоды его пропускания); через нее же протекает и вторая жидкость после окончания пропускания первой, при этом направление ее течения справа налево. Передача теплоты" стенкам и отвод теплоты от них обеспечиваются различием входных температур двух теплоносителей.

Регенераторы являются аппаратами периодического действия, поскольку они устроены так,.что два потока теплоносителей сменяют друг друга регуляр­ным и предопределенным образом. На рис. 7 показано, как с помощью пово­ротных клапанов на концах трубы можно надлежащим образом регулировать течение теплоносителей.

 

I. Заключение. Для того чтобы рассчитать характеристики теплообмен­ника, необходимо задать схему движения теплоносителей в нем, установить расходы теплоносителей по выбранным направлениям и определить значения термических сопротивлений передаче теплоты от одного теплоносителя друго- ■■ му в каждой точке объема теплообменника. После этого отыскание распределе­ния температуры в отдельных потоках является чисто математической опера­цией.

При простых схемах течений теплоносителей типа приведенных выше и при однородных по объему значениях термических сопротивлений часто удает­ся решить уравнения, описывающие характеристики теплообменников, анали- . тически (см. разд. 1.3).

Если же схема течения является сложной или термические сопротивления изменяются от точки к точке, то соответствующие уравнения могут быть реше­ны только численными методами. Этот вопрос рассмотрен в разд. 1.4.

Безусловно не просто сразу определить, какие значения термических со­противлений могут быть приняты для условий, существующих в реальных теп- * лообменниках. Часто они зависят от местных значений температур теп­лоносителей. В данном Справочнике много внимания уделено определению формул для расчета этих сопротивлений.