3.2.2.2. Поперечное орсбреине и крепление груб

Один из путей интенсификации процесса охлаждения - увеличение повер­хности теплообмена. Это достигается путем оребрения труб. Оребрепие бы­вает поперечным и продольным, на практике обычно используют попереч­ное оребрепие, как более эффективное.

Поскольку коэффициент теплоотдачи со стороны теплоносителя внутри трубы обычно в 10-200 раз больше, представляется целесообразным ис­пользовать поверхность теплообмена с высоким отношением площади, кон­тактирующей с воздухом, к площади, омываемой другим теплоносителем. Трубы с высокими ребрами удовлетворяют этим требованиям (площадь по­верхности в 15-25 раз больше, чем площадь поверхности внутренней тру­бы).

Ребра, обычно алюминиевые, могут быть просто запрессованы в неглу­бокие пазы на наружной поверхности трубы, изготовленной из любого ме­талла не подверженного коррозии. При наличии коррозии ухудшается сцеп­ление ребра с трубой с существенным снижением теплопередачи. Более предпочтительны ребра с отбортовкой, поскольку при этом обеспечивается лучший контакт с трубой и лучшая защита от воздействия атмосферы. Для сплошных ребер, которые изготавливаются из толстостенной алюминиевой трубы механической обработкой, проблемы коррозии не существует. Внут­ри оребренной трубы может быть установлена внутренняя труба из любого требуемого для теплоносителя материала, при этом обеспечивается плотная посадка вкладыша в трубе. Для всех типов оребренных труб существуют предельные температуры, при превышении которых нарушается контакт между несущей трубой и вкладышем и возникает контактное термическое сопротивление.

Коэффициент оребрения, равный отношению поверхности оребренной трубы к наружной поверхности гладкой грубы по основанию ребер, состав­ляет 9; 14; и более (до 23). Оребрение выполняют глубокой спиральной на­каткой труб из деформируемого алюминиевого сплава, а также завальцовкой в спиральную канавку на трубе или приваркой металлической ленты или на- прессовкой ребер (рис. 3.18).

Широко применяют биметаллические трубы с накатанным оребрением. При этом, в зависимости от коррозионной активности и температуры охлаж­даемой среды, внутреннюю трубу выполняют из стали, углеродистой или ле­гированной, либо из латуни. Например, для конденсаторов бензина, содержа­щего хлористый водород и сероводород, внутренние трубы изготовляют из латуни Л0Mш70- 1-0,05. В этом случае трубные решетки со стороны про­дукта наплавляют слоем латуни толщиной 6-^8 мм, а крышки защищают ба­келитовым лаком, тонким слоем титанового сплава и др. Крышки также можно изготовлять целиком из коррозионно-стойких сплавов, например из титана. Для защиты от атмосферной коррозии трубы с оребрением из углеро­дистой стали оцинковывают снаружи.

Обычно трубы соединяют с трубной решеткой на развальцовке (рис. 3.19). Развальцовочное соединение должно обеспечить необходимые проч­ность и плотность. Прочность соединения оценивают усилием вырывания трубы из гнезда, плотность - давлением среды, до которого сохраняется герметичность. При развальцовке конец трубы обычно выступает на 3-5 мм из гнезда. Это повышает прочность и плотность соединения. Для повышения прочности и плотности развальцовку выполняют с разбортовкой конца тру­бы. Длина разбортованного конца трубы примерно равна толщине стенки трубы. «Колокольчик» разбортовки должен начинаться у кромки отверстия, иначе разбортовка не будет эффективной. Для того чтобы основание коло­кольчика не повреждали острые края кромки отверстия, в последнем снима­ют фаску размером 1-2 мм.

При развальцовке трубок в отверстиях с канавками значительно возраста­ют сопротивление трубок вырыванию и герметичность соединения. В тепло­обменниках такую развальцовку сочетают обычно с разбортовкой. Размер канавки выбирают в зависимости от толщины стенки трубы: обычно глубина канавки S/5, ширина S + 1 мм (где S - толщина стенки трубы).

Для обеспечения качественной развальцовки и возможности смены труб при ремонте, решетки изготовляют из материала большей твердости, чем трубы. При этом форма гнезда в решетке при развальцовке не изменяется.

Диаметр отверстия определяется допусками на размеры труб и отклонения­ми при изготовлении отверстий. В качественном развальцовочном соедине­нии зазор между грубой и отверстием должен быть минимальным. Напри­мер, для груб диаметром 25 мм отверстия обычно выполняют диаметром 25,4 +0.1 мм.

Трубы обычно развальцовывают на глубину 1,5 мм или, если толщина ре­шетки меньше этого значения, на полную глубину отверстия. При этом со стороны межтрубного пространства оставляют неразвальцованный поясок шириной 3 мм, чтобы не повредить трубу кромкой решетки. С этой целью на кромке также может быть снята фаска. При толстых решетках развальцовку выполняют на глубину не менее 1,5 мм и со стороны межтрубного простран­ства предусматривают развальцовку пояска трубы шириной 0,75 мм. Это по­зволяет избежать проникновения среды в щель между трубой и решеткой и возникновения щелевой коррозии.

В случаях, когда требуется повышенная герметичность, трубы можно развальцовывать и обваривать. Обварка без развальцовки не рекомендуется, так как при этом возникают условия для щелевой коррозии, двусторонней коррозии сварного шва и появления в нем изгибных напряжений.