Wymiennik ciepła - Podział ze względu na sposób przepływu ciepła
Ze względu na sposób przepływu ciepła wymienniki można podzielić na dwie główne grupy ? wymienniki kontaktowe (w których dochodzi do kontaktu płynów) oraz bezkontaktowe (w których płyny nie mają ze sobą kontaktu).
Wymienniki bezkontaktowe można podzielić na rekuperatory (wymienniki przeponowe, z bezpośrednią wymianą ciepła), regeneratory (z pośrednią wymianą ciepła) oraz złoża fluidyzacyjne.
W rekuperatorach płyny oddzielone są ścianką (przeponą), w poprzek której zachodzi wymiana ciepła. Jeżeli w wymienniku takim nie zachodzi dodatkowa generacja ciepła są to rekuperatory proste. Istnieją również rekuperatory, w których po jednej ze stron dodatkowo wytwarzane jest ciepło (np. na drodze reakcji spalania lub reakcji jądrowej). Wymienniki takie nazywają się rekuperatorami z wytwarzaniem ciepła. Przykładem takich wymienników są np. reformery lub kotły płomienicowe. Rekuperatory proste są najczęściej spotykaną odmianą wymienników w przemyśle. Należą do nich np. wymienniki płaszczowo-rurowe lub wymienniki płytowe.
W regeneratorach płyny naprzemiennie przepływają tą samą drogą. Wymiana ciepła jest możliwa dzięki magazynowaniu ciepła w złożu porowatym, przez które przepływają płyny. Proces taki nie jest ciągły, ale składa się z fazy ciepłej (w której ciepło jest oddawane przez płyn ciepły) oraz fazy zimnej (w której ciepło jest oddawane do płyny zimnego). Ze względu na nieciągłość procesu oraz ograniczenia konstrukcyjne wymienniki te są rzadziej spotykane w przemyśle.
W złożach fluidyzacyjnych zachodzą procesy, które są kombinacją procesów zachodzących w rekuperatorach i regeneratorach23. Złoże takie składa się ze zbiornika wypełnionego cząsteczkami ciała stałego. Na dnie zbiornika znajduje się wlot gazu, który przepływa przez zbiornik i opuszcza go na górze. Po osiągnięciu odpowiedniej prędkości przepływu gaz zaczyna unosić cząsteczki ciała stałego do góry. Cząsteczki unoszą się w zbiorniku zachowując się jak ciecz. Zbiorniki mogą być dodatkowo wyposażone w wężownicę lub płaszcz chłodzący. Ruch ciepła w takich aparatach odbywa się od cząsteczek ciała stałego (jak w regeneratorach) do gazu, a następnie poprzez ściankę płaszcza lub wężownicy (jak w rekuperatorach). Złoża fluidyzacyjne stosuje się np. w procesie zgazowania węgla, wytwarzania węgla aktywnego, suszenia, prażenia rud, krakowania i syntezy benzyny23.
.
Źródło: https://pl.wikipedia.org/wiki/Wymiennik_ciep%C5%82a
Nagrzewnica - jakie ma zastosowanie?
Sposób działania nagrzewnicy uzależniony jest od jej rodzaju.
Powietrze w nagrzewnicach wodnych podgrzewa się dzięki wymiennikowi aluminiowemu, przez który przepływa gorąca woda. Dzięki wymiennikowi energia cieplna przekazywana jest przez lamele i powietrze uzyskuje podwyższoną temperaturę.
Nagrzewnice olejowe to takie, w których źródłem ciepła jest z reguły olej opałowy, który wtryskiwany poprzez dyszę paliwową do komory spalania podgrzewa przepływające przez nagrzewnicę powietrze. Nagrzewnice olejowe wymiennikowe posiadają wymiennik, czyli paliwo spalane jest w zamkniętej komorze spalania, a powietrze jest ogrzewane poprzez wymiennik ciepła. Nagrzewnice olejowe bezwymiennikowe nie posiadają wymiennika i powietrze przepływające przez nagrzewnicę ogrzewane jest bezpośrednio przez płomień z spalanego paliwa. Różnica jest zasadnicza: nagrzewnice wymiennikowe posiadają zamkniętą komorę spalania i odprowadzenie spalin na zewnątrz, przez co spaliny są odseparowane od ogrzewanego powietrza, a w nagrzewnicach bezwymiennikowych podgrzewane powietrze łączy się ze spalinami.
Nagrzewnice gazowe mają identyczną zasadę działania jak olejowe lecz czynnikiem cieplnym zamiast oleju jest gaz. Nagrzewnice gazowe na propan-butan wytwarzają czyste i ciepłe powietrze. Proces spalania zachodzi w otwartej komorze spalania, powietrze zasysane przez wentylator jest ocieplane a następnie wydmuchiwane z nagrzewnicy. Nie wymagają one kominów, należy jedynie zapewnić dopływ powietrza, aby umożliwić prawidłowe spalanie. Najnowsze modele posiadają pokrętła umożliwiające płynną regulację mocy, dzięki czemu można ograniczyć zużycie gazu do potrzebnego minimum.
Zastosowanie
Poza zastosowaniem samochodowym, nagrzewnice wykorzystuje się do ogrzewania pomieszczeń o zróżnicowanych powierzchniach np. magazynów, hal, szklarni, obiektów inwentarskich, placów budów w trakcie realizacji, warsztatów, stacji diagnostycznych i wulkanizatorskich, a także namiotów i kościołów. Stosuje się je również tam, gdzie instalacja grzewcza nie może zostać założona lub uległa uszkodzeniu. Głównymi zaletami tego rodzaju ogrzewania są możliwość natychmiastowego rozpoczęcia pracy, prostota użycia, duża dostępność paliwa, a także łatwość ich serwisowania.
Źródło: https://pl.wikipedia.org/wiki/Nagrzewnica
Ogrzewanie i fizyka - Promieniowanie cieplne
Promieniowanie cieplne, promieniowanie termiczne, promieniowanie temperaturowe ? promieniowanie elektromagnetyczne emitowane przez cząstki naładowane elektrycznie w wyniku ich ruchu termicznego w materii. Promieniowanie cieplne emitowane jest przez każdą materię o temperaturze wyższej od zera bezwzględnego.
Według mechaniki klasycznej atomy lub cząsteczki ciała o temperaturze powyżej zera bezwzględnego mają energię kinetyczną, która zmieniana jest w wyniku wzajemnych oddziaływań atomów i cząsteczek, a zmiany energii wynikają z przyspieszenia lub dipolowej oscylacji ładunków. Ta zmiana ruchu ładunków wytwarza promieniowanie elektromagnetyczne. W wyniku wzajemnych oddziaływań cząsteczek i atomów ustala się zależny od temperatury rozkład ich prędkości, z którego wynika rozkład emitowanego promieniowania.
Promieniowanie cieplne danego ciała w określonej temperaturze, jak zauważył Pierre Prévost, jeden z pierwszych badaczy promieniowania cieplnego, nie zależy od obecności innych ciał. W przypadku ciał stałych zależy natomiast głównie od ich powierzchni, np. inna będzie emisja, gdy ciało będzie chropowate, a inna gdy jego powierzchnia zostanie wypolerowana.
Źródło: https://pl.wikipedia.org/wiki/Promieniowanie_cieplne