Теплообменники с поверхностью теплообмена изготовленной из труб. Змеевиковые теплообменники.

Эти теплообменники являются одним из самых старых типов теплообменного погружного оборудования. Они представляют собой цилиндрическую или плоскую спираль, изготовленную из трубы и помещенную в сосуд, через который проходит один из теплоносителей. Другой теплоноситель вводится в трубу змеевика.

Спираль 2 крепится с помощью уголка 3 и хомута 4 на кожухе сосуда 1.

(Рисунок)

Положительные качества:

Простота конструкции; дешевизна; возможность изготовления из любого материала; способность змеевика выдерживать высокие давления и малую чувствительность к нарушению режима.

Отрицательные качества:

Низкая интенсивность теплоотдачи в межтрубном пространстве; высокая металлоемкость; большое гидравлическое сопротивление трубного пространства, поэтому скорость жидкости рекомендуется в пределах 0,5 – 1 м/с, газов 5 – 15 м/с, поверхность теплообмена обычно не превышает 10 – 15 м².

Для интенсификации теплоотдачи в межтрубном пространстве устанавливают перемешивающее устройство, а для снижения гидравлического сопротивления змеевика его делают многозаходным.

Если в качестве горячего теплоносителя в теплообменнике используется насыщенный водяной пар, то отношение длины змеевика к его диаметру не должно превышать определенного предела. При давлении 0,2 – 0,5 МПа это отношение не должно быть больше 200 – 275. В противном случае скопление конденсата в нижней части змеевика вызовет значительное снижение интенсивности теплообмена при существенном увеличении гидравлического сопротивления. Змеевик в аппарате размещают, так чтобы он весь по высоте находился в жидкости, не касаясь при этом стенок аппарата и со всех сторон имел расстояние 0,25 – 0,4 м. до стенок аппарата. Шаг объемной спирали рекомендуется , где-наружный диаметр трубы. Диаметр витка змеевика, при известном диаметре аппаратаD

, высота , где N – число витков в спирали.

Оросительные змеевиковые теплообменники.

Данные теплообменники могут использоваться как холодильники или конденсаторы. Это достаточно распространенный вид теплообменного оборудования. Конструктивно они выполняются в виде плоских змеевиков располагающихся в вертикальной плоскости. Диапазон рабочих температур 5 - 300°, давление до 1,6 МПа = 16атм.

орошающее устройство калач змеевика труба поддон

Основные преимущества: достаточно большие значения коэффициента теплоотдачи и теплопередачи; простота конструкции; простота в обслуживании.

Недостатки: громоздкость; повышенная влажность при установки в помещении за счет испарения орошающей жидкости.

Может изготавливаться из металлических, стеклянных, стеклопластиковых, пластиковых труб. Поверхность теплообмена 5 – 150 м². Диаметры труб 38 – 80 мм. Длина труб 3 – 8 м.

Теплообменники могут быть разборными и неразборными. Если теплообменник не разборный радиус сгиба трубы – r=4dн (dн – наружный диаметр) трубы. Для уменьшения радиуса сгиба могут использоваться штампованные калачи. Оросительное устройство может быть в виде трубы с отверстием.

Коэффициент теплоотдачи.

Для внешней поверхности трубы.

t- расстояние между осей соседних труб

Рейнольдс пленки определяется через плотность орошения.

G – расход орошающей жидкости (кг/с)

Г – плотность орошения

l – длина трубы