W układzie współprądowym
W układzie współprądowym wymiana ciepła zachodzi pomiędzy dwoma strumieniami biegnącymi w tym samym kierunku. Z punktu widzenia wymiany ciepła jest to najmniej wydajny układ. Charakteryzuje się stosunkowo niską średnią różnicą temperatur (która jest siłą napędową procesu). Skutkiem tego jest większa powierzchnia wymiany ciepła konieczna do realizacji procesu, a co za tym idzie, większy i droższy wymiennik. Wymiennik ten jest korzystny ze względu na rozkład naprężeń cieplnych. Ponieważ gorący i zimny strumień wpływają do wymiennika z tej samej strony średnia temperatura ścianki w wymienniku jest bardziej jednorodna na całej długości. Skutkiem tego są mniejsze naprężenia termiczne.
Bardziej efektywny jest układ przeciwprądowy. Dodatkową zaletą tego układu jest możliwość podgrzania lub ochłodzenia strumienia do temperatury wlotowej drugiego strumienia. Wadą jest możliwość pojawienia się dużych naprężeń cieplnych.
W układzie krzyżowym oba strumienie przepływają względem siebie pod kątem prostym. Chociaż czysty układ krzyżowy jest rzadko spotykanym rozwiązaniem, często spotyka się go w przypadku wymienników płaszczowo-rurowych jako składowa przepływu. Przegrody stosowane powszechnie w celu zwiększenia dynamiki przepływu płynu w przestrzeni płaszczowej, dzielą ją na szereg segmentów o przepływie krzyżowym.
Układy złożone (np. wymienniki z płaszczem o przepływie dzielonym lub rozbieżnym) są kombinacją powyższych układów. Większość wymienników spotykanych w przemyśle ma charakter złożony.
Źródło: https://pl.wikipedia.org/wiki/Wymiennik_ciep%C5%82a
Wymiennik płytowy
Wymiennik płytowy
Ogólny schemat budowy tego typu wymiennika jest zawsze podobny ? składa się on z rzędu płyt, pomiędzy którymi przepływają płyny wymieniając ciepło pomiędzy sobą. Nie jest on tak uniwersalny, jak wymiennik płaszczowo-rurowy. Wynika to m.in. z:
złożonej budowy utrudniającej obliczenia i konstrukcję
stosunkowo dużego spadku ciśnienia
możliwości zastosowania w ograniczonym zakresie ciśnień
możliwość wystąpienia nieszczelności, skutkiem której jest emisja płynów do atmosfery
ograniczona liczba materiałów (wynikająca z konieczności formowania płyt).
Zaletą takiego rozwiązania jest możliwość łatwego czyszczenia oraz możliwości zmiany rozmiarów wymiennika poprzez dodawanie lub usuwanie płyt. Wymienniki takie znajdują zastosowanie w systemach, które wymagają regularnego czyszczenia, np. w systemach chłodniczych (gdzie woda chłodząca wytrąca kamień), przemyśle mleczarskim (gdzie w wymienniku odkładają się zanieczyszczenia biologiczne) oraz przemyśle farmaceutycznym1.
Źródło: https://pl.wikipedia.org/wiki/Wymiennik_ciep%C5%82a
Regenerator obrotowy
Reformer
Osobny artykuł: Reforming parowy.
Ponieważ reakcja reformingu parowego jest silnie endotermiczna do jej przeprowadzenia potrzebne są duże ilości energii. Dlatego reakcję tą przeprowadza się w reformerach. Reformer jest piecem przemysłowym, wewnątrz którego zainstalowane są rury wypełnione katalizatorem. Po zewnętrznej stronie rur umieszczone są palniki. Energia pochodząca z procesu spalania i przepływu gazów spalinowych wzdłuż pieca umożliwia reakcję.
Regeneratory
Regenerator obrotowy
Regeneratory są aparatami pracującymi w cyklach. W pierwszej gaz gorący ogrzewa element magazynujący energię, która w drugiej fazie procesu odbierana jest przez gaz ogrzewany przepuszczany. Aby wyeliminować konieczność pracy okresowej stosuje się regeneratory obrotowe lub regeneratory stałe.
Regeneratory obrotowe swoją nazwę biorą od obrotowego elementu zainstalowanego pomiędzy przewodami gazów tak, że oba gazy przepływają przez niego. Gaz gorący nagrzewa element, który obracając się oddaje ciepło zimnemu strumieniowi. Aparat taki pracuje w trybie ciągłym.
Regeneratory stałe składają się ze zbiorników pracujących w cyklach. Zbiorniki kolejno zostają rozgrzane przez gaz gorący a następnie przepuszcza się przez nie gaz zimny, który odbiera ciepło od materiału magazynującego.
Zaletami regeneratorów są porównaniu rekuperatorów1:
niska cena
możliwość zastosowania tańszych materiałów
stosunkowo niewielkie rozmiary
niski spadek ciśnienia
tendencje do samoczyszczenia
bardzo upakowana powierzchnia wymiany ciepła.
Wadami tego rozwiÄ…zania sÄ…:
nieszczelność
konieczność stosowania jedynie w układach gaz-gaz.
Źródło: https://pl.wikipedia.org/wiki/Wymiennik_ciep%C5%82a