Теплообменник – это устройство, которое передаёт тепловую энергию от одного материального потока к другому. Технический термин «теплообменник» считается распространённым. Под ним часто подразумевается устройство для авто.
По теплопередаче теплообменники можно разделить на три класса – это прямой, косвенный и полукосвенный типы. Отсюда разница в механизмах работы. Так же есть классификация по материалу, использованному в производстве конструкции.
Теплообменник – механизм функционирования
Интересным примером является теплообменник Рено Меган 3. Так, для эффективности компонент, разделяющий среды, должен иметь хорошую теплопроводность и большую площадь.
Турбулентный поток благоприятствует хорошей теплопередаче. Это происходит главным образом при высоких числах Рейнольдса. Поэтому скорость потока должна быть высокой, а вязкость среды – низкой.
Однако высокая скорость и большая смачиваемая поверхность требуют много энергии для прокачки среды. В теплообменниках, где одна среда – жидкость, а другая – газ (воздух), теплоёмкости различаются в зависимости от объёма среды.
Газа должно проходить гораздо больше, чем жидкости. И площадь теплопередачи должна быть увеличена со стороны газа. Это часто делается с использованием рёбер или листов.
Например, в высокотемпературных радиаторах, охлаждающих змеевиках в задней части холодильника, или в радиаторе автомобиля.
Виды – классификация по материалу
В большинстве случаев теплообменники изготавливаются из металла. Есть так же из эмали, пластика, стекла, графита или карбида кремния. В секторе кондиционирования воздуха в основном используются медь и алюминий из-за их хорошей теплопроводности.
Из-за своей долговечности сталь, особенно нержавеющая сталь. В основном используется на промышленных предприятиях. Радиаторы же сейчас в основном изготавливаются из листовой стали. Ранее изготавливались из серого чугуна.
Пластик, эмалированная сталь, техническое стекло или карбид кремния применяются для теплообменников в химической промышленности. Там агрессивность жидкостей не позволяет использовать металлические материалы.
Благодаря экстремальной термостойкости (температура разложения выше 2200 °C) карбид кремния также может использоваться. Это те варианты, когда температура материала превышает предел применения металлов. Но большинство таких типов пока в разработке.
Кроме того, теплообменники разделяются по форме. Есть пластинчатые, спиральные, трубчатые, U-образный и гибридные виды. Здесь по названию легко понять, что в итоге представляют собой такие формы. Например, пластинчатые представлены в виде пластин.
