2 Краткий обзор и анализ теплообменного аппарата 800 тнг - 4001

Широкое распространение теплообменных аппаратов обусло­вило многообразие их конструктивного оформления.

Тепловые процессы, происходящие в теплообменных аппара­тах, могут быть самыми разнообразными: нагрев, охлаждение, испарение, кипение, конденсация, плавление, затвердевание и более сложные процессы, являющиеся комбинацией перечислен­ных. В процессе теплообмена может участвовать несколько тепло­носителей: теплота от одного из них может передаваться несколь­ким и от нескольких — одному.[5. стр.106]

Классифицируются теплообменные аппараты по различным признакам. Таким как, функциональные, конструктивные, по схемам тока и т.д.

По принципу работы подразделяют: поверхностные и контактные. Поверхностные в свою очередь делят на: рекуперативные и регенеративные.

В рекуперативных поверхностных теплообменных аппаратах теплоносители протекают одновременно, и теплообмен происходит через разделяющую их поверхность. В рекуперативных теплообменниках теплоносители омывают стенку с двух сторон и обмениваются при этом теплотой. Процесс теплообмена протекает непрерывно и имеет обычно стационар­ный характер. Стенка, которая омывается с обеих сторон теплоносителями, называется рабочей поверхностью теплообменника.

Рекуперативные теплообменные аппараты классифицируют по следующим признакам:

1. По агрегатному состоянию теплоносителей: парожидкостные, жидкостно-жидкостные, газожидкостные, газо-газовые, парогазовые.

2. По виду поверхности теплообмена: кожухотрубные теплообменные аппараты с прямыми трубками, кожухотрубные теплообменные аппараты с U-образными трубками, кожухотрубные теплообменные аппараты с оребренными трубками, спиральные, секционные «труба в трубе», пластинчатые, змеевиковые, ребристые и т.д.

3. По назначению: нагреватели, испарители, кипятильники, ре­генераторы, холодильники, конденсаторы, кристаллизаторы.

4. По схемам тока теплоносителей: с постоянной температурой обоих теплоносителей, с постоянной температурой одного из теплоносителей, с переменной температурой обоих теплоносителей.

5. По взаимному направлению потоков теплоносителей: прямоточные, противоточные, с перекрестным током, со смешанным током, со сложной схемой тока.

6. По виду кожуха: с коробчатым кожухом, кожухотрубные, кожухотрубные с компенсатором, не имеющие ограничивающего кожуха (оросительные аппараты).

7. По числу ходов теплоносителя: одноходовые, двухходовые и многоходовые.

8. По способу компенсации температурных удлинений: теплообменные аппараты без компенсации (жесткая конструкция), с теплообменные аппараты с компенсацией упругим элементом (полужесткая конструкция), теплообменные аппараты с компенсацией в результате свободных удлинений (нежесткая конструкция).[9. стр.115]

Кожухотрубные теплообменники представля­ют собой аппараты, выполненные из пучков труб, скреплен­ных при помощи трубных решеток (досок) и ограниченных кожухами и крышками с патрубками. Трубное и межтрубное пространства в аппарате разобщены, а каждое из них может быть разделено перегородками на несколько ходов. Перегородки предназначены для увеличения скорости и, следовательно, коэффициента теплоотдачи теплоносителей. Теплообменники этого типа предназначаются для теплообмена между различны­ми жидкостями, между жидкостями и паром, между жидкостя­ми и газами. Типовые конструкции кожухотрубных теплооб­менников применяются в случаях, когда требуется большая поверхность теплообмена.

При нагреве жидкости паром в большинстве случаев пар вво­дится в межтрубное пространство, а нагреваемая жидкость протекает по трубкам.

Трубные решетки служат для закрепления в них труб при по­мощи развальцовки, заварки, запайки или сальниковых соедине­ний. Трубные решетки зажимаются болтами между фланцами ко­жуха и крышки или привариваются к кожуху, либо соединяются болтами только с фланцами свободной камеры.

Крышки кожухотрубных аппаратов имеют форму плоских плит, конусов, сфер, а чаще всего выпуклых или вогнутых эллип­сов. [5. стр113]

Очи­стка межтрубного пространства в таких аппаратах от загряз­нений и продуктов коррозии сложна, поэтому они приме­нятся в тех случаях, когда среда, прохо­дящая через меж­трубное простран­ство, является чистой и не агрессивной. Другой недостаток заключается в том, что в конструкции не предусмотрены меры по предотвращению чрезмерных механических нагрузок. Еще одним недостатком является то, что при движении теплоносителя по межтрубному пространству в различных частях будут разные скорости обтекания трубок, что весьма неблагоприятно может сказываться на теплообмене.

Достоинством кожухотрубных теплообменных аппаратов жесткого типа является про­стота конструкции, а, следовательно, и небольшая стоимость.

Теплообменные аппараты с плавающей головкой яв­ляются наиболее распространенным типом теплообменных аппаратов. Плавающая головка представляет собой трубную решетку закрытую с одной стороны сферическим днищем, которое может свободно перемещаться внутри корпуса. Разъем трубной решетки и днища представляет собой фланцевые соединения с уплотнением для обеспечения герметичности, кроме рассмотренного достоинства, в этих аппаратах возможна очистка внутренних поверхностей рабочих трубок при отсоединении крышки плавающей головки от трубной доски.

В теплообменных аппаратах с U-образными трубками обеспечивается свободное удлинение труб, что исключает возможность возникновения температурных напряжений. Другим их достоинством является упрощение конструкции, и как следствие, её удешевление. Недостатком таких теплообменных аппаратов является трудность очистки внутренней поверхности. [1. стр.98]