Schimbatoare de caldura de constructie particulara

In industria alimentara, datorita numeroaselor tipuri de fluide care trebuie incalzite sau racite, au apatut o serie de schimbaroare de caldura de constructie speciala.

a.Schimbatorul de caldura VOTATOR

Fig.2.17. Schimbatorul de caldura VOTATOR

Este format din 3 cilindri concentrici, 2 exteriori-ficsi, care formeazavasul cu manta prin care circula agentul de transfer de caldura.Cilindrul interior rotitor este prevazut cu 2 grupuri de palete razuitoare, se roteste cu 20-80 rot./min, asigurand: limitarea spatiului prin care circula produsul supus racirii/incalzirii, asigura miscarea sub forma de pelicula, activand transferul termic si racleaza suprafata de transfer, evitand depunerile.

Aparatele au : 0,1-5,5 m ² suprafata A.

Pentru suprafete mai mari se pot folosi aparate montate in serie,paralel sau mixt, depinzand de durata de contact dintre produs si suprafata calda uneori limitata.

Coeficientul total de transfer=2000-5000W/m².K.

Schimbatorul de caldura Cherry-Burrell ae o construcie asemǎnǎtoare cu Votator, iar deosebirea constructivǎ se datoreste montǎrii unei serpentine intre cei doi cilindrii ficsi.

1-injector-arzǎtor ; 2 - alimentare aer de combustie ;

3 - evacuare gaze de ardere ; 4- ventilator pentru

alimentare aer care se incǎlzeste ; 5- evacuare aer

cald ;

Fig.2.18. Schimbatorul de caldura - focar

Este destinat incalzirii aerului la peste 200°C pe seama caldurii cedate de gazele de ardere.Focarul este in centrul constructiei formate din 5 cilindri concentrici din care 3 reprezinta suprafata de transfer, unul interior pentru dirijarea aerului iar unul exterior de inchidere a utilajului.

Este un schimbator de caldura tipic gaz-gaz.

Circulatia celor 2 fluide este in sistem mixt echi- si contracurent.

Alegerea tipului de schimbator de caldura

O exploatare normala a oricarui schimbator de caldura urmareste mentinerea regimului termic optim care sa satisfaca cerintele procesului tehnologic cu consum termic cat mai redus.

Factorii care determina alegera tipului : fluxul termic de realizat, conditiile de transfer, pierderile de energie prin frecare, posibilitatile de montare a aparatelo, posibilitatile de curatire a suprafetelor de transfer de caldura de depuneri, etc.

Cele mai rationale pentru sistemul vapori ce condenseaza-lichid :schimbatorul multitubular cu mai multe treceri pentru spatiul din interiorul tevilor,sau lichid-lichid, mai rar gaz-gaz. Recomandarea este in cazul in care fluxul termic cerut este mare si se necesita o suprafata de transfer mare.

La fluide: vapori care condenseaza-gaz sau lichid-gaz, cand coeficientii de transfer de caldura ai celor 2 fluide sunt foarte diferiti ca marime se indica schimbatorul cu tevi cu aripioare.

Schimbatoarele de caldura cu manta sunt indicate numai pentru fluxuri termice mici si cand transferul de caldura este realizat ca fenomen secundar al unei operatii tehnologice cu scop definit.

Schimbatoarele de caldura cu serpentina se utilizeaza in aceleasi situatii ca cele cu manta si mai ales cand suprafata de transfer de caldura fata de volumul de lichid trebuie sa fie mai mare.

Schimbatoarele de caldura cu tevi coaxiale sunt utilizate pentru fluxuri termice mici si debite mici.

Schimbatoare de caldura in spirala sunt utilizate pentru fluxuri termice mici,care admit limitare presiunii maxime, prezentand si avantajul unui volum mic ocupat de aparat.

Schimbatoarele cu placi sunt utilizate pentru fluxuri termice mari,cand se pun conditii speciale de igiena si de recuperare de caldura, in special in cazul sistemelor lichid-lichid care se pot limita la presiuni relativ mici, sub 3.10⁵Pa.

Aparatele speciale se impun pentru procese tehnologice pentru lchide vascoase.