51.Классификация и основные требования к теплообменным аппаратам.

Теплообменники «труба в трубе» предназначены для нагрева и охлаждения сред в технологических процессах нефтяной, газовой, химической, нефтехимической и других отраслях промышленности. Именно к поверхностным тепловым аппаратам относится теплообменик типа труба в трубе. Состоит он из нескольких связанных между собой звеньев, а каждое звено состоит из двух труб, между которыми и происходит поверхностный (через стенки) теплообмен. Теплообменник типа труба в трубе является простейшим, теплоносителями в нем могут быть как пары и газы, так и жидкости. Такой аппарат при множестве достоинств почти не имеет недостатков. Теплообменные аппараты (теплообменники) применяются для осуществления теплообмена между двумя теплоносителями с целью нагрева или охлаждения одного из них. В зависимости от этого теплообменные аппараты называют подогревателями или холодильниками. По способу передачи тепла различают следующие типы теплообменных аппаратов: - поверхностные, в которых оба теплоносителя разделены стенкой, причем тепло передается через поверхность стенки; - регенеративные, в которых процесс передачи тепла от горячего теплоносителя к холодному разделяется по времени на два периода и происходит при попеременном нагревании и охлаждении насадки теплообменника; смесительные, в которых теплообмен происходит при непосредственном соприкосновении теплоносителей. В химической промышленности наибольшее распространение получили поверхностные теплообменники, отличающиеся разнообразием конструкций, основную группу которых представляют трубчатые теплообменники, такие как: кожухотрубные, оросительные, погруженные и «труба в трубе». Теплообменник «труба в трубе» включают несколько расположенных друг над другом элементов, причем каждый элемент состоит из двух труб: наружной трубы большего диаметра и концентрически расположенной внут-ри нее трубы меньшего диаметра. Внутренне трубы элементов соединены друг с другом последовательно; так же связаны между собой наружные тру-бы. Для возможности очистки внутренне трубы соединяются при помощи съемных калачей. Благодаря небольшому поперечному сечению в этих теплообменниках легко достигаются высокие скорости теплоносителей в как в трубах, так и в межтрубном пространстве. При значительных количествах теплоносителей теплообменник составляют из нескольких параллельных секций, присоединяемых к общим коллекторам. Преимущества теплообменников «труба в трубе»: - высокий коэффициент теплопередачи в следствии большой скорости обоих теплоносителей; - простота изготовления. Недостатки этих теплообменников: - громоздкость; - высокая стоимость ввиду большого расхода металла на наружные трубы, не участвующие в теплообмене; - трудность очистки межтрубного пространства. Теплообменники «труба в трубе» могут использоваться, как для нагревания, так и для охлаждения. Нагревание обычно производится или горячей водой или насыщенным водяным паром, который запускается в межтрубное пространство и конденсируется на поверхности внутренней трубы. Использование водяного пара в качестве греющего агента имеет следующие достоинства: - высокий коэффициент теплоотдачи; - большое количество тепла, выделяемое при конденсации пара; - равномерность обогрева, так как конденсация пара происходит при постоянной температуре; - легкое регулирование обогрева. При охлаждении в теплообменниках «труба в трубе» в качестве хладоагента может использоваться речная или артезианская вода, а в случае, ко-гда требуется получить температуру ниже 5-20°С применяют холодильные рассолы (водные растворы СаС12, NaCl, и др.).