різь потрібні теплообмінники - різних розмірів, різних конструкцій. Вони потрібні не тільки в нафтохімії і нафтопереробці, а й в тепловій і атомній енергетиці, в металургії, харчової промисловості. І хоча в теплообмінниках не відбуваються перетворення речовин, ці апарати на кожному виробництві відносять до основних, що становлять фундамент технології.
У хімічній технології теплообмінники використовуються в процесах нагрівання й охолодження, при конденсації пари і кипінні рідин, у процесах ректифікації, абсорбції, кристалізації, в екзо - і ендотермічних реакціях, при випаровуванні та ін
Є ще одна область техніки, де теплообмін має вирішальне значення. Це транспорт. Будь-який транспортний засіб - автомобіль, трактор, морське судно, літак, космічний корабель - немислимо без радіаторів та іншої теплообмінної апаратури.
§ 1. Загальні відомості про теплообмінних апаратах
При роботі сучасних двигунів внутрішнього згоряння (ДВЗ) необхідно постійно відводити від них теплоту в навколишнє середовище. Частина теплоти відводиться разом з вихлопними газами, і цей процес обумовлений другим законом термодинаміки - для отримання корисної роботи в теплових двигунах обов'язковий як підведення теплоти, так і її відведення. Крім цієї теплоти, її сумірне кількість відводиться в навколишнє середовище системою охолодження двигуна. Відведення цієї частини теплоти має в основному іншу причину. Вона пов'язана, в першу чергу, з необхідністю підтримки допустимого термічного і напруженого стану деталей двигуна, а також з підтриманням певної температури мастила, при якому воно забезпечує оптимальний режим змащування тертьових пар. З урахуванням сформульованої оцінки функцій системи охолодження слід розуміти, що такий тепловідвід є вимушеним і що він шкідливий з точки зору термодинаміки, оскільки в цьому процесі теплота, підведена з паливом, просто губиться, нехай навіть вимушено. Очевидно, що для підвищення економічності двигуна слід по можливості зменшувати кількість теплоти, відведеної з названої причини. Така концепція успішно реалізується в сучасному двигателестроении і повинна враховуватися при проектуванні систем охолодження і їх апаратів. Так, охолодження камери згоряння двигуна має забезпечувати не тільки припустиме термічне і напружений стан деталей цього елемента, але й підтримувати температуру внутрішніх стінок на тому рівні, при якому процеси наповнення циліндра повітряним зарядом і згоряння в циліндрі двигуна проходитимуть найбільш ефективно. Аналогічним чином, охолодження надувного повітря не можна звести
тільки до оцінки кількості відводиться в цьому випадку теплоти. Охолодження надувного повітря сильно впливає на робочий цикл двигуна і має оцінюватися з урахуванням такого впливу. Витрати енергії на роботу системи охолодження складають в окремих випадках до 7% потужності двигуна, а маса і габарити - приблизно таку ж величину від маси й обсягу двигуна.
Теплообмінні апарати ДВС досить різноманітні за своєю конструкцією, за призначенням, за видами теплоносіїв, по особливості впливу на роботу двигуна, за особливостями компонування в системі охолодження і на двигуні і по ряду інших параметрів. Відповідно на сучасних двигунах можуть одночасно застосовуватися від 3 до 6 і навіть більш істотно різних за всіма своїми особливостям теплообмінників, які повинні працюват...
