Schimbatoare de caldura - tipuri constructive

SCHIMBATOARE DE CALDURA - Tipuri constructive

Consideratii generale

Recuperatoarele sunt schimbatore de caldura cu functionare continua care au urmatoarele caracteristici:

recupereaza o parte a caldurii gazelor rezultate din arderea unui combustibil;

sunt schimbatoare de caldura prin suprafata;

caldura recuperata este folosita ca fluid energetic pentru incalzirea diferitelor utilitati, sau se reintroduce in instalatie prin preincalzirea aerului necesar procesului de ardere;

Dupa modul de transmitere a caldurii, recuperatoarele pot fi:

recuperatoare convective, la care majoritatea caldurii se transmite prin convectie

recuperatoare prin radiatie, la care majoritatea caldurii se transmite prin radiatie.

Regeneratoarele sumt schimbatoare de caldura cu functionare discontinua adica cele doua fluide vin in contact pe rand cu suprafata de transfer termic, sau continua, pot fi metalice sau nemetalice. Regeneratoarele cu functionare discontinua au umplutura realizata in exclusivitate din material nemetalic.

Fig. 1. Instalatie de recuperare a caldurii gazelor arse

RECUPERATOARE METALICE

Se executa din fonta si otel obisnuit sau aliat. Din punct de vedere constructiv recuperatoarele metalice cele mai utilizate sunt:

cu placi (pungi)

cu tevi:

netede

cu proeminente

termobloc

cu radiatie

Recuperatoarele metalice cu placi

In categoria recuperatoarelor metalice se incadreaza si recuperatoarele cu placi,care in general se folosesc ca preincalzitoare de aer in instalatiile de cazane,cuptoare tehnologice, turbine cu gaze etc.

Aparatul este alcatuit din placi paralele introduse intr-o carcasa. Placile sunt dispuse la distante mici una de alta, formand canale inguste, paralele, prin care trec curentii de aer cald si rece. Placile sunt asamblate astfel incat sa fie parcurse alternativ de aer rece si cald. Transferul de caldura se realizeaza prin suprafata placilor, preponderent prin convectie (fig. 1)

sunt executate din tabla de otel carbon si mai rar otel aliat, cu grosime de 1,5÷2,5 mm. Se utilizeaza la preincalzirea aerului, la temperaturi joase (150÷250⁰ C).

Fig. 1 Recuperator metalic cu placi

Dezavantajele acestui tip de recuperator constau in:

limitarea dimensiunilor la care se executa;

raportul dintre suprafata de transfer si unitatea de caldura

Recuperatoare metalice cu tevi

Recuperatoare metalice cu tevi simple

Recuperatoarele din tuburi netede se construiesc din tuburi de otel carbon (OLT 45 K) mai rar din otel aliat (16Mo₃; 14CrMo₄ etc.) avand de obicei diametrul exterior 18 . 89 mm si grosimea peretelui 1,5 ÷ 8mm. Lungimea maxima a tevilor este de 2÷2,5m.

Aceste recuperatoare este indicat sa se foloseasca la cuptoarele continui de incalzire (propulsie, vatra rotativa etc.) si la cuptoarele de tratamente termice, deoarece gazele de ardere evacuate au temperaturi relativ scazute, astfel ca predomina schimbul de caldura prin convectie.

recuperatorul cu tevi orizontale netede, cu curgere verticala a gazelor arse (fig.2) montat pe canalul vertical de evacuare a gazelor de ardere dintr-un cuptor de tratament termic. Aerul circula prin interiorul tevilor, care pot avea diametrul de 12÷25 mm, functionand dupa schema echicurent-curent incrucisat fata de gazele de ardere. Pentru a evita incovoierea datorita dilatarilor termice, lungimea tevilor nu este mai mare de 0,8÷0.9 m. Un asemenea recuperator poate preincalzi aerul pana la temperatura de 250÷300°C, atunci cand temperatura gazelor de ardere la intrarea in aceasta este de 500÷600°C. iar raportul dintre vitezele medii ale aerului si gazelor de ardere nu este mai mic de 3.

Fig. 2. Recuperator cu tevi netede din otel

Dezavantajele acestui tip de recuperator constau in:

limitarea dimensiunilor la care se executa;

raportul dintre suprafata de transfer si unitatea de caldura recuperata mare;

functionare la temperaturi relativ scazute, (nu permite dilatarea integrala a tevilor).

Se pot realiza alte variante in care tevile sunt verticale iar gazele arse circula in lungul acestora, acestea prezinta avantajul, ca depunerea impuritatilor din gazele de ardere pe peretii tevilor sunt reduse si pot fi inlaturate usor. Nu este indicat ca lungimea tevilor sa depaseasca 3÷4 m, iar temperatura peretelui 400÷450°C.

Suprafata de transfer termic o constituie peretii fasciculului de tevi, cele doua fluide circuland unul prin tevi (fluidul rece) si celalalt printre tevi (fluidul cald) . Tevile sunt din otel carbon obisnuit sau din otel aliat, cu proprietati refractare, laminate. Diametrele tevilor sunt intre 15 si 100 mm iar grosimea peretelui intre 1,5 si 5 mm.

Dispunere tevilor pe placa tubulara se poate face pe hexagoane sau cercuri concentrice (fig.3). .

Placile tubulare se fixeaza de manta prin prindere cu suruburi, (fig.4 a) sau prin sudarea lor directa pe manta (fig. 4 b). Asamblarea tevilor cu placile tubulare se face prin sudare sau mandrinare. Asamblarea placilor tubulare cu carcasa laterala se face cu suruburi, etansarea realizandu-se cu garnituri de azbest; legatura dintre una din placile frontale cu carcasa se face prin intermediul unor compensatoare de dilatare, elastice. Temperatura maxima de intrare a gazelor in aceste recuperatoare este cca. 900⁰C iar aerul se preincalzeste la maximum 600⁰C. Din cauza semifabricatelor uzuale folosite la construirea lor precum si a tehnologiei de executie relativ simple, acest tip de recuperator este destul de raspandit.

Fig. 4 Moduri de dispunerea tevilor in recuperator

a - in esichier; b - in paralel;

Dispunerea in esichier conduce la o turbulenta mai mare a circulatiei fluidului printre tevi determinand o crestere a valorii coeficientului de transfer termic prin convectie la suprafata exterioara a tevilor.

Recuperatoarele din tevi se pot realiza u curenti incrucisati, cu doua sau patru ramuri de incrucisare, de obicei in contracurent. Pot fi amplasate in canale de fum orizontale si verticale.

a)        Recuperatoare amplasate in canale de fum verticale

Sunt doua tipuri constructive:

cu tevile verticale, prin ele circuland gazele, iar aerul in curenti incrucisati printre tevi. In capatul de temperaura maxima al recuperatorului, se introduce suplimentar aer rece pentru a proteja tevile de temperatura maxima a gazelor. Se foloseste la cuptoare mici, recuperatoarele fiind mici se amplaseaza deasupra cuptorului motiv pentru care circulatia gazelor se face in recuperator de jos in sus

cu tevi orizontale, aerul circuland prin tevi iar gazele printre tevi. se utilizeaza la recuperatoare mari, circulatia gazelor facandu-se de regula de sus in jos.

Fig. 7 Recuperatoare amplasate in canale de fum verticale

b)        Recuperatoare amplasate in canale de fum orizontale cu tevi verticale

Sunt doua tipuri constructive:

cu tevi drepte

cu tevi curbate in forma de U

Cele cu tevi curbate sunt foarte simple ca executie si exploatare: nu necesita compensatoare de dilatare din cauza curburii tevilor; sunt compuse din putine elemente: doua cutii colectoare, placa tubulara si tevi. Tevile recuperatoare pot fi dispuse in randuri decalate (esichier) sau in randuri aliniate (paralel).

Recuperatoare metalice din tevi cu miez

a)

De regula fluidul rece circula prin interiorul tevilor, iar cel cald prin exterior.

Cazul a reprezinta tevi cu miez plin.

Cazul b reprezinta tevi simple cu miez sub forma de teava.

Transmiterea caldurii de la fluidul cald la peretele despartitor cat si de la peretele despartitor la fluidul rece are loc prin convectie.

In cazul a:

    = suprafata interioara a tevii

= suprafata exterioara a miezului

= aria totala

In cazul b:

= suprafata interioara a tevii exterioare

= suprafata exterioara a tevii interioare

= suprafata interioara a tevii interioare

Recuperatoare metalice cu proeminente

Recuperatoarele metalice cu proeminente aciculare au o raspandire mai larga datorita unei suprafete de schimb de caldura mai mare si faptului ca se mareste turbulenta curentilor de fluid si prin aceasta se imbunatateste conditiile de schimb de caldura. Partea principala a recuperatoarelor aciculare este construita din tuburi de fonta cu proeminente aciculare de forma aerodinamica. La cele doua capete tuburile din fonta sunt prevazute cu flanse, prin intermediul carora se solidarizeaza cutiile de admisie si evacuare a fluidului. Caracteristicile

Schimbul de caldura se intensifica prin existenta proeminentelor marindu-se astfel coeficientul de schimb de caldura. Suprafata de schimb de caldura se mareste datorita proeminentelor fara a mari volumul instalatiei.

Dupa forma proeminentelor sunt:

aciculare

nervuri

Recuperatoare cu proeminente aciculare

Aceste recuperatoare constau din tuburi turnate din fonta ai caror pereti prezinta proeminente aciculare (aripioare) fie pe ambele parti fie numai pe o parte. Aceste proeminente maresc suprafata de schimb de caldura iar constructia turnata asigura o rezistenta termomecanica mai mare si deci temperatura de lucru ridicata mai ales cand tuburile sunt turnate din fonta refractara.

Recuperatoarele aciculare constau din tuburi ovale prevazute cu flanse la ambele capete care permit asamblarea in paralel a mai multor tuburi care formeaza o trecere, precum si asamblarea cutiilor de distributie si a cutiilor racord de admisie si evacuare a aerului. Aerul circula prin interiorul tuburilor iar gazele printre tuburi, realizandu-se o circulatie incrucisata.

Sunt tuburi cu proeminente pe ambele fete deci in contact atat cu aerul cat si cu gazele iar altele cu proeminente numai in interior, deci in contact cu aerul. Suprafata neteda, exterioara, in contact cu gazele, este mai putin expusa depunerilor de funingine si praf.

La gazele curate cu suspensii putine, deci cu pericol redus de depunere, se folosesc tuburi cu proeminente exterioare dese, iar la gazele bogate in suspensii care prezinta pericol de depuneri masive cu formare de crusta se folosesc tuburi fara proeminente exterioare. Aceste proeminente fac corp comun cu tubul respectiv.

Proeminentele au forma aerodinamica.

Pe fata pe unde trece fluidul cald proeminentele au dimensiuni mai mici.

Proeminentele in general sunt de 20-40 mm. Acest tip de recuperatoare se utilizeaza pentru cuptoare mici.

Recuperatoarele aciculare se construiesc cu curenti incrucisati cu o trecere, cu doua treceri sau cu patru treceri, tuburile fiind dispuse de regula pe orizontala, gazele circuland pe verticala, fiecare trecere constand dintr-un numar oarecare de elemente paralele.

Dispunerea verticala a tuburilor se face numai in cazuri exceptionale, cand este absolut necesar ca recuperatorul sa fie amplasat intr-un canal de fum orizontal. Se recomanda evitarea dispunerii verticale a tuburilor din cauza tendintei de depunere mai rapida a funinginei si a prafului pe suprafetele exterioare ale tuburilor.

Recuperatorul cu o singura trecere realizeaza preincalzirea aerului t_a=150-250⁰C, cele cu doua treceri care sunt si cele mai raspandite au ca parametrii temperatura gazelor la intrare=750-800⁰C si t_a=300-400⁰C iar cele cu patru treceri incalzesc aerul la peste 400⁰C.

Recuperatoarele aciculare prezinta ca neajunsuri etanseitate redusa din cauza numarului relativ mare de imbinari intre flansele tuburilor, pierderi de presiune ale fluidelor mari, depuneri de funingine si praf care reduc transferul de caldura motiv pentru care se curata periodic.

Vitezele fluidelor sunt: w_0aer = 3÷8 m/s; w_0gaze = 1÷4 m/s; la recuperatoarele cu proeminente si pe partea gazelor si la recuperatoare cu proeminente numai pe partea aerului. in functie de vitezele aerului si gazelor, din diagrame se ia valoarea coeficientului global de schimb de caldura pentru fiecare tip de tub. Se determina ΔT si se calculeaza aria A de transfer termic. Cunoscand aria A₁ a unui tub, se determina numarul de tuburi .

Recuperatoare termobloc

Sunt blocuri paralelipipedice turnate din fonta sau otel. Se executa prin montarea a doua fascicule de tevi reciproc perpendiculare, intr-o carcasa paralelipipedica din tabla si care se umple apoi prin turnare cu fonta sau otel. Separarea acestor fluide este perfecta, fapt care permite si preincalzirea gazelor combustibile, fara a fi posibila aparitia exploziilor Sunt constructii la care se monteaza numai fasciculul de tevi orizontal, pentru aer, iar canalele pentru gaze au sectiune dreptunghiulara, fiind realizate cu ajutorul unor miezuri.

Recuperatoarele termobloc se caracterizeza printr-o rezistenta termomecanica mare, pe baza datelor de exploatare se estimeaza ca la o temperatura de intrare a gazelor in recuperator de 800-1000⁰C, durata de functionare fara reparatie este de 4-5 ani. Ele pot suporta radiatia directa din spatiul anterecuperator deci se pot monta la orificiul de evacuare al gazelor din cuptor.

De asemenea nu sunt sensibile la faptul ca arderea neterminandu-se in cuptor, poate continua in recuperator. De obicei, carcasa metalica a termoblocului se fixeaza pe o rama construita special, care solidarizeaza prin profile de otel ce se reazema pe fundatia cuptorului. Tevile pentru trecerea aerului pot avea diametrul de 12 sau 19 mm, iar cele pentru trecerea gazelor de ardere de 25 sau 32 mm. Peretii laterali ai carcasei in care sunt practicate orificiile pentru tevile prin care trece aerul au grosimea de 4÷6 mm. De exemplu un astfel de recuperator, (fig. Xx) avand pe traseul aerului 30 de tevi de 12 mm si lungimea 544 mm, iar pe traseul gazelor de ardere 36 de tevi cu diametral de 32 mm si lungimea 330 mm, are greutatea totala de cca. 320 kg.

Dezavantaje: greutate mare, din care cauza se construieste la dimensiuni mici care asigura preincalzirea unui debit de aer de 250-300 Nm³/h.

In plus ele utilizeaza putin caldura gazelor, temperatura acestora la iesirea din recuperator fiind 600-700⁰C deci ridicata. Mai au neajunsul infundarii canalelor de gaze cu funingine.

In mod normal recuperatoarele termobloc preincalzesc aerul la cca. 200⁰C, iar temperatura maxima a gazelor la intrare este de 1000÷1100⁰C.

Aceste caracteristici fac ca recuperatoarele termobloc sa se foloseasca la cuptoare mici de forja chiar deasupra cuptorului sau sa se foloseasca asociate cu recuperatoarele aciculare pe care le protejeaza, suportand temperaturi ridicate de intrare a gazelor astfel ca in recuperatorul acicular gazele intra la 600-700⁰C. Prin recuperatorul termobloc trece aproximativ 10-15% din debitul total de aer din recuperator (w_0aer.= 3÷10 m/s; w_0gaz =0,5÷3 m/s).

Recuperatoare cu radiatie

Recuperatoarele metalice de radiatie se utilizeaza atat la cuptoarele mari, cat si la cele mici, la care temperatura gazelor de ardere depaseste 900÷1000^oC. Un recuperator de radiatie este alcatuit, in principiu, din doua tuburi, exterior si interior de mare diametru, dispuse concentric si care sunt confectionate din tabla de otel. Gazele scalda cele doua tuburi sau numai tubul interior, iar aerul trece printre cele doua tuburi cu o viteza de minim 20÷30 m/s.

Cea mai mare parte din fluxul termic cedat de gaze se transmite prin radiatie. Acest lucru se realizeaza: prin valoarea ridicata a temperaturii gazelor in recuperator (fluxul radiat este proportional cu ). De asemenea se asigura gazelor arse o sectiune relativ mare astfel ca raza medie de radiatie a acestora sa fie mare pentru a mari factorul energetic de emisie . Pentru intensificarea schimbului de caldura de la perete la aer, acesta trebuie sa circule cu viteze de 20-30 m/s.

Schimbul de caldura are loc preponderent prin radiatie. Pentru aceasta trebuie ca grosimea stratului fluidului cald sa fie mare.De aceea se executa din doua tuburi concentrice.

Prin tubul interior care are diametrul pana la 1600 mm, circula fluidul cald.

Caracteristici :

Lungimea recuperatorului L este 2-3,5 m, grosimea tubului interior =4-6 mm.

Grosimea stratului de fluid rece =10-70 mm.

D =300-1600 mm (in general 300-800 mm)

= grosimea stratului izolator termic care joaca rolul unui miez.

t^/₁ =1200-1300⁰ C

t^//₂ =400-700⁰ C

Recuperator industrial prin radiatie

Un recuperator industrial, cu incalzire directa sau indirecta, este un echipament care ofera o cantitate de caldura pentru cresterea randamentului uni proces (de ardere) sau pentru utilitati (incalzire apa-abur). Constructia si modelele recuperatoarelor pot varia in functie de destinatia lor, temperatura de incalzire si de tipul de combustibilului utilizat. Cu toate acestea, cele mai multe recuperatoare de proces au unele caracteristici comune.

Fluxul de combustibil din arzator este ars cu aerul primit de la un ventilator. Un recuperator poate avea mai multe arzatoare, simple sau combinate. Arzatoare pot fi montate la partea inferioara, pe perete, sau montate in cupola, in functie de tipul constructiv.

Flacari de caldura tuburi, care, la randul sau, caldura din interiorul fluid in prima parte a cuptorului cunoscut sub numele de sectiune radianta sau camine. in aceasta camera, in cazul in care combustie are loc, caldura este transferata in principal de radiatii la tuburile in jurul foc in camera. Fluidul de incalzire trece prin tuburi si este astfel incalzit la temperatura dorita.

Un cuptor industriale, sau direct de-a tras de incalzire, este un echipament care ofera caldura pentru un proces sau de reactie chimica. Desenelor si modelelor de cuptor varia cu privire la functia lor, datoria de incalzire, de tipul de combustibilului, Si metoda de introducere a aerului de ardere. Cu toate acestea, cele mai multe cuptoare de proces au unele caracteristici comune.

Gazele rezultate in urma procesului de combustie sunt cunoscute sub numele de gaze de ardere. Dupa ce gazelor de ardere trec printro sectiune radianta (recuperatorul radiant),unde cedeaza caldura, apoi acestea strabat la iesire un traseu de tevi unde recuperarea caldurii se face prin convectie (recuperator convectiv) si apoi sunt evacuate in atmosfera. Presiunea gazelor este reglata co o clapa amplasata la baza cosului de fum.

Sectiunea radianta

Sectiunea radianta este locul unde tuburile primi aproape toate caldura lor de radiatii de la flacara. Într-o verticala, cuptor cilindrice, tuburile sunt verticale. Tuburile pot fi verticale sau orizontale, plasate de-a lungul peretelui refractara sau in jurul la mijloc, sau aranjate in celule. Prezon sunt folosite pentru a detine de izolare impreuna si pe peretele din cuptor. Ele sunt plasate aproximativ un picior (300 mm), cu exceptia in imaginea urmatoare din interiorul unui cuptor. Tuburi, care sunt maro-roscat de la coroziunii, Sunt tuburi din otel carbon si a alerga inaltimea sectiunii radiant. Tuburile sunt o distanta departe de izolare, astfel incat radiatiile pot fi reflectate la partea din spate a tuburilor de a mentine o temperatura uniforma tub de perete. Ghidurile Tube in partea de sus, de mijloc, iar partea de jos tineti tuburi, in loc.

Sectiunea Convectie

Sectiunea convectie este situat deasupra sectiunea radiante, in cazul in care acesta este mai rece pentru a recupera suplimentare caldura. În aceasta sectiune, are loc transferul termic prin convectie, si tuburile sunt cu aripioare pentru a creste transferul de caldura. Primele doua randuri tubului in partea de jos a sectiunii de convectie si partea de sus a formularului sectiunea radianta a unui spatiu de tuburi goale (fara aripioare) si sunt cunoscute sub numele de sectiune scutului ',' pentru ca ele sunt expuse la o multime de radiatii din camine si ei, de asemenea, scut tuburi de convectie sectiune, care sunt in mod normal, de material mai putin rezistent la temperaturi inalte, in camine.

Suprafata sectiunii radiante chiar inainte de gazele de ardere intra in sectiunea scutul si apoi sectiunea de convectie se numeste 'zona pod.' Termenul de 'crossover' este folosit pentru a descrie a tubului digestiv care se conecteaza la priza de convectie sectiune pentru a admisie radianta sectiune. De conducte crossover este situat in afara in mod normal, astfel incat temperatura pot fi monitorizate si eficienta sectiunea convectie poate fi calculata. Sightglass din partea de sus permite personalului pentru a observa flacara forma si modelul de mai sus si pentru a verifica pentru impingement flacara ''-care este, daca flacara atinge tuburi, provocand mici, pete izolate de temperaturi foarte ridicate.

Arzatorului

Arzatorului intr-o verticala, cuptor cilindric este, in general, situat in podea si a incendiilor in sus. Unele cuptoare secundare-au tras arzatoare, ca si in locomotive de tren. Arzatorul faianta este confectionat din material refractar de temperatura care contine flacara. Registrele de aer situata sub arzator si la iesirea din suflanta de aer sunt dispozitive cu clape mobile sau palete care controleaza forma si modelul de flacara, daca aceasta se raspandeste efectueze sau sa se roteste in jurul. Flacarile nu ar trebui sa intind prea mult, deoarece acest lucru va provoca impingement flacara.

Aerul pentru combustie pote fi clasificate ca primar, secundar, si (daca este cazul) tertiar, in functie de cand aerul este introdus. Registru de aer primar livrarile de aer primar, care este primul lot de aer pentru a fi introduse in arzator. De aer secundar, se adauga pentru a suplimenta de aer primar. Arzatoare poate include o premixer sa se amestece aer si combustibilului pentru o mai buna combustie inainte de a introduce-o in arzator. Unele arzatoare chiar si utilizarea de abur in amestec prealabil ', pentru a Preincalzeste de aer si de a crea o mai buna omogenizare a combustibil si aer incalzit. Etaj Cuptorul este cea mai mare parte dintr-un material diferit de cel al peretelui, de obicei greu castable refractar, care permite tehnicienilor sa mearga pe podea in timpul de intretinere.

Daca recuperatorul este construit din oteluri ce rezista la peste 1000⁰C, temperatura maxima de intrare a gazelor poate fi de 1600⁰C iar aerul se poate incalzi la 800-1000⁰C. Astfel aceste recuperatoare pot inlocui recuperatoarele ceramice si regeneratoarele fata de care au avantaje.

Recuperatoarele cu radiatie se utilizeaza atat la cuptoarele mari cat si cele mici care asigura o temperatura de evacuare a gazelor de peste 900⁰C. Ele mai prezinta avantajul unei piederi de presiune mici a gazelor care pot circula cu viteze reduse deoarece transferul termic prin radiatie nu este influentat de valoarea vitezei; de asemenea depunerile gazelor se pot inlatura usor.

Un dezavantaj este ca gazele parasesc recuperatorul cu temperaturi ridicate realizand un grad redus de recuperare.

Cel mai simplu recuperator prin radiatie consta din doi cilindrii concentrici din tabla, cel exterior fiind izolat termic fata de mediul ambiant cu material termoizolant. Gazele cedeaza caldura prin radiatie cilindrului interior care o transmite prin convectie aerului. O parte din caldura primita de cilindrul interior este radiata la cilindrul exterior care retransmite o parte din caldura aerului, restul mediului ambiant. Fluxul termic transmis aerului de cilindrul exterior este neglijabil, de aceea se considera incalzirea aerului ca fiind unilaterala.

Pentru intensificarea transferului termic se utilizeaza trei cilindrii concentrici care realizeaza incalzirea bilaterela a aerului, gazele circuland prin cilindrul central si prin spatiul inelar dintre cilindrul exterior si cel mijlociu.

Recuperatorul prin radiatie este un schimbator de caldura cu curenti aproximativ paraleli in echi si contracurent.

Recuperatoare ceramice

Recuperatoarele ceramice sunt utilizate la agregatele metalurgice care functioneaza la temperaturi relativ ridicate, dar datorita unor dezavantaje si in special a etanseitatii slabe au fost inlocuite treptat cu recuperatoare metalice de radiatie.

Sunt inzidite din produse refractare care au grosime relativ mare, deci sunt voluminoase si cu inertie termica mare. De aceea se utilizeaza la cuptoare mari (cuptoare de incalzire din sectiile de laminare). Pe langa grosimea peretelui, conductivitatea termica redusa a produselor refractare, determina valori mici ale coeficientului global de schimb de caldura, rezultand dimensiuni mari ale recuperatoarelor ceramice. Ca materiale: samote superluminoase, carbosamota, carborund. Samota este cel mai ieftin material dar are conductivitate termica mica, t_max de utilizare 1300⁰C, rezistenta chimica mica si permeabilitate la gaze mare. Carborundul are conductivitate termica de 8-10 ori mai mare decat samota, se utilizeaza pana la 1500⁰C, are rezistenta mare la soc termic si este putin permeabil la gaze dar este scump. Carbosamota este un amestec de samota cu carborund (39%SiC) are proprietati intermediare intre samota si carborund.

Produsele refractare din care se construiesc recuperatoarele retin depunerile pe suprafata in contact cu gazele necesitand o curatire periodica. Unul din marile neajunsuri este etanseitatea redusa. Din acest motiv la cuptoarele cu recuperatoare ceramice se prevad arzatoare cu aer aspirat, aspiratia aerului din atmosfera si circulatia prin recuperator fiind asigurata de tirajul natural si de depresiunea din tubul amestecator al arzatorului. Ca urmare viteza de circulatie a aerului este redusa de asemenea viteza gazelor este mica, rezultand coeficienti de transmitere a caldurii prin convectie intre perete si aer, respectiv intre perete si gaze, mici.

Recuperatoarele ceramice se inzidesc in blocuri fasonate sau din piese tubulare. La recuperatoarele din blocuri fasonate canale rezulta din suprapunerea blocurilor.

Fig.xx Recuperator ceramic:

1 - tuburi ceramice; 2- piese de imbinare; 3- pereti; 4- jgheab de etansare;

Blocurile cu patru canale verticale iar fetele laterale au concavitati cilindrice. Pin inzidire, canalele din blocuri formeaza traseul vertical pentru aer iar concavitatile formeaza canale orizontale pentru gaze rezultand un recuperator cu curenti incrucisati cu doua treceri pe traseul gazelor. Pierderile de presiune pe traseul aerului fiind mici, aerul este aspirat prin recuperatoare datorita tirajului natural si a efortului de ejectie din arzator.

Temperaturile sunt limitate de proprietatile samotei din care se confectioneaza. Se folosesc la cuptoarele cu proprietati pentru incalzirea taglelor in vederea laminarii. Recuperatoarele tubulare cu sectiune ortogonala sau patrata confectionata din carbosamota sau samota.

.

Au etanseitate redusa, mai ales cand aerul este insuflat. Se utilizeaza la cuptoarele adinci pentru incalzirea lingourilor. La recuperatoarele ceramice, presiunea fluidelor este sub 15 mm coloana apa.