1.4 Другие конструкции теплообменников

<=== Возврат к содержанию главы 1
1.4 Другие конструкции теплообменников
Аппараты воздушного охлаждения находят применение в
химической и нефтехимической промышленности в качестве холодильниковконденсаторов. Их преимущества перед аппаратами водяного охлаждения: отсутствует
оборудование для подготовки и перекачки
воды, снижается трудоемкость и стоимость
ремонтных работ, не
а)
б)
требуется специальной
Рисунок 1.15 Горизонтальный аппарат
очистки наружной повоздушного охлаждения
верхности труб, облега) общий вид; б) варианты оребрения труб
чается регулирование
1 – секции труб, 2 – диффузор, 3 – вентилятор,
процесса охлаждения.
4 – литая труба, 5 – съемное оребрение.
Поверхность теплообмена горизонтального аппарата воздушного охлаждения, см. рисунок
1.15, образована наружной поверхностью оребренных труб, собранных в
секции. Воздух, нагнетаемый вентилятором, омывая трубы, обеспечивает
охлаждение или конденсацию проходящей по ним среды. При повышенной температуре окружающего воздуха автоматически включаются форсунки, распыливающие в потоке воздуха воду, при пониженной - отключается вентилятор. Интенсивность теплоотдачи можно регулировать, изменяя расход воздуха путем поворота лопастей вентилятора или установки поворотных жалюзийных заслонок над секциями труб.
Теплообменники типа
"труба в трубе" используются для
нагревания
или охлаждения в системах
жидкость-жидкость, когда
Рисунок 1.16 Теплообменник "труба в трубе"
расходы теп1 – кожуховая труба, 2 – теплообменная труба,
лоносителей
3 – колено, 4 – штуцер, 5 – сальник.
невелики и они не меняют агрегатного состояния. При равных теплообменных характеристиках эти аппараты имеют меньшее гидравлическое
сопротивление, чем кожухотрубчатые, но менее компактны и более металлоемки.
Наиболее распространенный теплообменник "труба в трубе", см. рисунок 1.16, состоит из отдельных звеньев, включающих наружную (кожуховую) и внутреннюю (теплообменную) трубу. Соединяя внутренние трубы коленами, а наружные - штуцерами, звенья собирают в вертикальные
секции. При разности температур теплоносителей более 70 оС и необходимости механической очистки межтрубного пространства применяют
теплообменники с сальниками на наружных трубах.
Оросительные теплообменники (рисунок 1.17) состоят из нескольких рядов труб, расположенных одна над другой и соединенных коленами. По наружной поверхности труб стекает вода, а внутри прокачивается
охлаждаемая среда. Для распределения воды над верхними трубами устанавливаются трубчатые или желобковые оросители. Расход воды в этих
аппаратах меньше, чем в теплообменниках других типов, т.к. тепло от
жидкости в трубах отводится не только за счет нагрева орошающей воды,
но и частичного ее испарения. Оросительные теплообменники малоэффективны, но просты в изготовлении и ремонте. Чаще всего они устанавливаются вне зданий и используются для охлаждения агрессивных сред
(серной кислоты).
Рисунок 1.17 Оросительный теплообменник
1 – ороситель, 2 – трубы, 3 – колено, 4 – поддон.
Основным материалом для изготовления блочных теплообменников является графит, пропитанный фенолформальдегидной смолой. Эти
аппараты собираются из отдельных блоков, имеющих сквозные горизонтальные и вертикальные каналы круглого сечения (рисунок 1.18). Боковые
переливные камеры соединяют горизонтальные каналы различных блоков. Соединения блоков уплотняются прокладками из фторопласта.
Блочные графитовые теплообменники весьма эффективны, т.к. графит стоек к воздействию агрессивных сред (кислот, щелочей, органиче
ских растворителей), а по теплопроводности в 46 раз превосходит
коррозионно-стойкую сталь. Недостаток - невысокая прочность
(хрупкость).
В спиральных теплообменниках поверхность теплообмена
образована двумя стальными лентами толщиной 36 мм и шириной
4001250 мм, свернутыми в спираль. Внутренние концы лент при-
Рисунок 1.18 Блочный теплообменник
1 – каналы в графитовых блоках; 2 – корпус; 3,4,8,9 – штуцер;
5 – переливная камера;
6,7 – стяжка; 10 – фланец.
Рисунок 1.19 Спиральный
теплообменник
варены к глухой перегородке, а наружные – друг к другу. С торцов аппарат закрыт плоскими крышками, установленными на прокладках (рисунок
1.19). В результате образуются два изолированных друг от друга спиральных канала толщиной 2-8 мм, в которые направляются теплоосители
(обычно противоточно).
Стандартные спиральные теплообменники имеют поверхность теплообмена 10100 м2, применяются при давлениях до 1 МПа и температурах 20200 оС в качестве нагревателей и охладителей жидкостей и газов,
конденсаторов паров. Благодаря простоте изготовления, компактности,
малому гидравлическому сопротивлению, возможности работы с загрязненными жидкостями доля этих теплообменников в химической и смежных отраслях промышленности в последние годы увеличивается.
Те же достоинства характерны и для пластинчатых теплообменников, популярность которых в последнее время также растет. Кроме того, они отличаются высокой интенсивностью теплообмена, удобством
монтажа, высоким коэффициентом унификации. Пластинчатый теплообменник (рисунок 1.20) состоит из ряда пластин, размещенных на горизонтальных штангах между неподвижной и нажимной плитами.
Пластины штампуют
из листовой
стали толщиной 0.71 мм.
Они имеют
четыре проходных отвестия, образующих благодаря конструкции разделяющих их
резиновых
Рисунок 1.20 Пластинчатый теплообменник
прокладок две
а) схема движения теплоносителей; б) пластина
изолированные системы каналов. Для увеличения поверхности теплообмена и турбулизации потока теплоносителя поверхность пластин выполняют гофрированной или ребристой. С учетом свойств резиновых прокладок температура теплоносителей ограничивается 150 оС, давление не должно превышать 1 МПа.
<=== Возврат к содержанию главы 1