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(1)按作用原理分類
按作用原理,也即依據(jù)傳熱方式分類,可以分成混合式不銹鋼列管式冷凝器 、蓄熱式冷凝器和間壁式冷凝器。
①混合式不銹鋼列管式冷凝器 .又稱直接接觸式。它是通過兩種冷凝流體的直接接觸與混合的作用來進行熱量交換的,必須使兩種流體的接觸面積盡可能大,以促進它們之問的熱量交換。在實際操作中,為了獲得大的接觸面積,可在設備中放置格柵或填料,有時也將液體噴成細滴。此種冷凝器效率較高,冷水塔、冷卻塔、洗滌塔、電廠的除氧器、混合式減溫器等都屬于此類。這里以工業(yè)上常用的冷水塔和混合式冷卻器為例,說明其結(jié)構(gòu)和原理。
冷水塔冷水塔有很多種類,根據(jù)循環(huán)水在塔內(nèi)是否與空氣直接接觸,可分成千式、濕式。干式冷水塔是把循環(huán)水送到安裝于冷卻塔中的散熱器內(nèi)被空氣冷卻,這種塔多用于水源奇缺而不允許水分散失或循環(huán)水有特殊污染的情況。濕式冷水塔則讓水與空氣直接接觸,把水中的熱傳給空氣,在這種塔中,水因蒸發(fā)而造成損耗,蒸發(fā)又使循環(huán)的冷卻水含鹽度增加,為了穩(wěn)定水質(zhì),必須排放掉一部分含鹽度較高的水,補充一定的新水,因此濕式冷水塔要有補給水源。
在開放式冷水塔中,利用風力和空氣的自然對流作用使空氣進入冷水塔,其冷卻效果要受到風力及風向的影響,水的散失比其他型式的冷水塔大。在風筒式自然通風冷水塔中,利用較大高度的風筒,空氣形成的自然對流使空氣流過塔內(nèi)與水接觸進行傳熱,其特點是冷卻效果比較穩(wěn)定。在機械通風冷水塔中,空氣以鼓風機送入,如圖1-2(c)所示;或以抽風機吸人,如圖1-2(d)所示,所以它具有冷卻效果好和穩(wěn)定可靠的特點,它的淋水密度(指單位時間內(nèi)通過冷水塔的單位截面積的水量)可遠**自然通風冷水塔。按照熱質(zhì)交換區(qū)段水和空氣兩者流動方向的不同,方向相反的為逆流塔,方向垂直交叉的為橫流塔,如圖1-2(e)所示。
各種形式的冷水塔結(jié)構(gòu)有所差異,但一般包括淋水裝置、配水系統(tǒng)、通風筒三個主要部件。淋水裝置也成為填料,作用是將進冷水塔的熱水盡可能形成細小的水滴或水流膜,以增加水和空氣的接觸面積,延長接觸時間,促進熱交換。其形式一般有點滴式、薄膜式和點滴薄膜式三種;配水系統(tǒng)的作用是將熱水均勻地分配到整個淋水面積上,從而使淋水裝置發(fā)揮 的冷卻能力。常用的配水系統(tǒng)有槽式、管式和池式三種;通風筒是冷水塔的釙殼,氣流的通道,其作用是創(chuàng)造良好的空氣動力條件,并將排出冷卻塔的濕熱空氣送往高空,減少或避免濕熱空氣回流。自然通風的通風筒通常很高(可達150m以上),機械通風則較低(10m左右)。
混合式不銹鋼列管式冷凝器
工業(yè)上常用的混合式冷凝器,其作用是使蒸汽與冷卻水直接接觸過程中放出潛熱而被冷凝,這種冷凝方式只適用于冷凝液沒有回收**或者對冷凝液純凈度要求不高的場合,例如單效或多效蒸發(fā)裝置二次蒸汽的冷凝。
混合式冷凝器的類型較多,現(xiàn)在廣泛使用的類型有如以下的幾種。液柱式冷凝器,在其內(nèi)部安裝多塊圓缺形多孔淋水板,水從板的小孔以柱狀淋灑而下,以增大冷卻水和蒸汽的接觸面積。液膜式冷凝器,在其內(nèi)部有盤環(huán)間隔排列的淋水板,冷卻水從板 下時形成液膜,蒸汽與液膜接觸時產(chǎn)生冷凝。填充式冷凝器,采用拉西環(huán)等作為填料,填充于塔體之內(nèi),冷卻水沿填料表面下流,故填料表面即為水和蒸汽的接觸場所,使蒸汽冷凝。共同特點是汽水為逆流方向,蒸汽都是由下而 動,兩相接觸時間長,熱的交換充分,水的出口溫度高,可節(jié)約用水,且不凝氣溫度低,體積小,可節(jié)省抽汽設備動力。噴射式冷凝器,其工作原理基于文丘里管,故冷卻水在人口必須具備一定壓力,以使噴管噴出之水呈霧狀,并將蒸汽吸人器內(nèi)進行混合冷凝,同時夾帶不凝性氣體從下部流出。所以它具有不需抽出不凝性氣體的優(yōu)點,但單位蒸汽冷凝量所用的冷卻水量較大。
蓄熱式不銹鋼列管式冷凝器
又稱再生式冷凝器,它借助固體構(gòu)件(填充物)組成的蓄熱體傳遞能量。在這類冷凝器中,熱、冷流體依時間先后交替流過蓄熱體組成的流道,熱流體先對蓄熱體加熱,把熱能儲存在蓄熱體中,隨即讓冷流體流過,從蓄熱體中帶走熱量,使蓄熱體溫度降低。即蓄熱式冷凝器里所進行的熱傳遞過程不是穩(wěn)態(tài)過程,而是被周而復始地加熱和冷卻的過程,在此過程中溫度每時每刻都在變化。此類冷凝器主要運用于存在高溫廢氣而又需獲得高溫預熱空氣的場合,例如高爐的熱風爐及備式加熱爐,各類空氣預熱器等。
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