Теплообменник — это специальное устройство, которое способствует передаче тепла от одной жидкости к другой. В некоторых случаях сплошная стенка может разделять жидкости и препятствовать их смешиванию. В других конструкциях жидкости могут находиться в непосредственном контакте друг с другом. В наиболее эффективных теплообменниках площадь поверхности стенки между жидкостями максимальна при одновременном минимизации сопротивления потоку жидкости. Ребра или гофры иногда используются со стенкой, чтобы увеличить площадь поверхности и вызвать турбулентность.
К обычным приборам, содержащим теплообменник, относятся кондиционеры, холодильники и обогреватели. Эти устройства также используются в химической промышленности и производстве электроэнергии. Возможно, наиболее известным теплообменником является автомобильный радиатор, который охлаждает горячую радиаторную жидкость. преимущество воздушного потока над поверхностью радиатора.
Существует три схемы основных потоков с теплообменниками: противоточные, параллельные и перекрестные потоки. В противоточном теплообменнике жидкости поступают в теплообменник с противоположных сторон. Это наиболее эффективная конструкция, поскольку она передает наибольшее количество тепла. В версии с параллельным потоком жидкости поступают с одного конца и движутся параллельно друг другу, перетекая на другую сторону. Теплообменник с поперечным потоком перемещает жидкости перпендикулярно.
Также существует четыре различных конструкции теплообменников: кожухотрубные, пластинчатые, регенеративные и промежуточные жидкостные или твердотельные. Наиболее типичным типом является кожухотрубная конструкция. Он имеет несколько ребристых труб. Одна из жидкостей течет по трубкам, а другая течет по ним, заставляя ее нагреваться или охлаждаться. В пластинчатом теплообменнике жидкость проходит через перегородки. Это приводит к тому, что жидкости разделяются пластинами с большой площадью поверхности. Этот тип теплообменника обычно более эффективен, чем кожухотрубный.
Регенеративный теплообменник использует тепло определенного процесса для нагрева жидкости, используемой в том же процессе. Они могут быть выполнены в виде кожуха и трубы или в виде плиты. Промежуточный жидкостный или твердый теплообменник использует жидкости или твердые вещества внутри него для удержания тепла и перемещения его на другую сторону для высвобождения. Этот метод обычно используется для охлаждения газов с одновременным удалением примесей.