04_2018

5) Podział ze względu na liczbę faz
W procesach technologicznych wykorzystywane
są także wymienniki, w których temperatura
jednego z czynników jest stała – zwykle w skutek
występowania jego przemiany fazowej. Urządzenia
te umożliwiają dowolny kierunek przepływu,
a przykładami tego rodzaju wymienników są
parowniki (w których zachodzi wrzenie) oraz
skraplacze (w których zachodzi skraplanie).
Wymienniki jednofazowe – podczas wymiany
ciepła nie zachodzą zmiany faz czynników.
Wymienniki dwufazowe – zachodzi wymiana
fazy medium w trakcie procesu.
6) Wymienniki ciepła niemetalowe
Wymienniki ciepła wykonane z grafitu są stosowane
dość szeroko w przemyśle chemicznym
i farmaceutycznym. Grafit stanowi materiał inertny
(obojętny chemicznie), niezanieczyszczający
środowiska naturalnego, posiada bardzo dobrą
odporność na korozję i dobre właściwości przewodzące.
Często, jako mniej kosztowny, stanowi
substytut tytanu i tantalu. Wymienniki grafitowe
są budowane w formie prostopadłościanów lub
cylindrów i stanowią zespół bloków (płyt) z otworami.
Zestaw płyt jest cementowany, całość wymiennika
impregnowana żywicą fenolową i ściśnięta
pomiędzy dwoma płytami, które umożliwiają
różną organizację przepływu czynników.
Górny zakres stosowanej temperatury wynosi
tu 450-475 K. Grafit nie jest odporny na działanie
chloru i halogenków i w ich środowisku, w krótkim
czasie, staje się porowaty. Nieodporny jest
również na działanie kwasu azotowego w wysokiej
temperaturze i stężeniu, a także siarkowego,
jeśli stężenie sięga ponad 98% i temperatura powyżej
360 K.
Wymienniki płytowe z tworzyw fluorowych
łączonych grafitem mają nieco mniejszą przewodność,
lecz mogą pracować w temperaturze do
415 K i ciśnieniu 0,6 MPa. Są stosowane do chłodzenia
i podgrzewania gazów , m. in. w instalacjach
odsiarczania spalin odlotowych.
Szklane wymienniki ciepła stosowane jest
szkło borokrzemowe, odporne na kwasy, roztwory
soli, związki organiczne, w tym chlorki i bromki,
nieodporne natomiast na kwas fluorowy, fosforowy
i gorące alkalia. Są dwa podstawowe typy wymienników
szklanych: płaszczowo-rurowe
i spiralne. Wymienniki te są stosowane do wymiany
ciepła w układzie gaz-gaz do podgrzewania gazów;
m. in. w suszarkach rozpyłowych, chłodzenia
gazów za pomocą cieczy w układach wentylacji
i klimatyzacji itp.
Wymienniki z tworzyw sztucznych, takich jak:
fluorek poliwinylidenu (PVDF) i monochlorotrifluoroetylenu
(ECTFE) są stosowane do kondensacji
i destylacji bromu, suszenia chloru przez kondensację
pary wodnej lub kwasem siarkowym. Wymienniki
płaszczowo-rurowe, wykonywane z fluorowanej
żywicy etylenopropylenowej (FEP) są stosowane
m. in. do chłodzenia i ogrzewania elektrolitów,
roztworów trawiennych itp.
Płytowe, ceramiczne wymienniki ciepła wykonywane
z węgliku krzemu są stosowane w wysokiej
temperaturze 750-1300 K, w atmosferze korozyjnej,
z możliwością osadzania się cząstek stałych
na powierzchni wymiany ciepła, np. podczas wymiany
ciepła spaliny odlotowe-gaz, kondensacji
kwasu siarkowego w temperaturze ok. 520K [1].
Podsumowanie
Wiele procesów przemysłowych nie byłoby
możliwych bez zastosowania wymienników ciepła.
Obecnie urządzenia te są powszechnie wykorzystywane,
a wraz z upływem lat tworzone są coraz
lepsze aparaty o niewielkich rozmiarach i wysokiej
efektywności cieplnej, czego doskonałym przykładem
jest choćby omówiony płytowy wymiennik
ciepła. Nie sposób wspomnieć wszystkich
typów wymienników wartych uwagi w jednej pracy.
Ich duża liczba jest odpowiedzią na różnorodne
wymagania użytkowników i świadczy o możliwości
dostosowania wymiennika do prawie każdych warunków
pracy.
MAGAZYN STUDENCKI „POLIFORUM” 47