Глава 4 теплообменные аппараты и водоопреснители Конструкции теплообменных аппаратов. Правила технической эксплуатации.

Рис.46.Принцип действия маслоохладителя. 1 — корпус; 2 — трубы холодильнике; 3 — выход м асла; 4 — выход охлаждающей воды; 5 — вход масла; 6 — вход охлаждающей воды.

Рис.47.Принцип действия конденсатора. 1 — трубки; 2 — корпус; 3 — воздух; 4 — конденсационная вода; 5 — охлаждающая вода; 6 — отработавший пар.

Основным типом теплообменных аппаратов являются рекуперативные (поверхностные) аппараты, у которых одна рабочая среда передает теплоту другой рабочей среде через разделяющую их поверх­ность — стенку. Теплопередающая поверхность образуется из трубок или пластин разных конфигураций. Аппараты, у которых теплообмен происходит путем смешения рабочих сред, применяют очень редко.

Рекуперативные аппараты имеют много разновидностей, поэтому для удобства рассмотрения необходимо их условно классифициро­вать по конструктивным, теплотехническим и технологическим при­знакам:

1.по назначению: охладители, подогреватели и испарители;

2.по роду рабочих сред: пар — жидкость, жидкость—жидкость, газ—жидкость и газ—газ;

3.по числу ходов: одноходовые и многоходовые;

4.по направлению потока рабочих сред: прямоточные, противоточные, смешанного и перекрестного тока;

5.по конфигурации поверхности теплообмена: кожухотрубчатые, пластинчатые, змеевиковые и специальные;

6.по жесткости конструкции: жесткие, полужесткие и нежесткие с U-образными трубками, с плавающей головкой и др.

7.по материалу: металлические, неметаллические и комбинированные.

Широко применяют кожухотрубчатые теплообменные аппараты. Необходимые характеристики аппарата обеспечиваются соответствую­щими скоростями движения рабочих сред в трубной и межтрубной полостях. Повышение скорости при неизменном количестве рабочей среды достигается уменьшением площади поперечного сечения для прохо­да рабочей среды. Если рабочая среда движется в трубках, устраива­ются специальные перегородки в крышках аппарата так, что образу­ется ходы: рабочая среда проходит из крышки через один пучок тру­бок, делая первый ход; затем поворачивается в полости крышки, входит з другой пучок — второй ход и, продолжая свое движение, совер­шает несколько ходов по трубкам аппарата.

. Рис.48.Теплообменные аппараты.

Обычно пучки содержат одинаковое количество трубок, и скорость в таком случае одинакова по всем трубкам. Перегородки в крышках делают радиальными, по хордам и комбинированными.

Каждый из этих способов имеет свои положительные стороны и. не­достатки. Особенно жесткие требования по плотности соединений и температурным деформациям трубок и корпуса предъявляют к паро­вым подогревателям воды, масла и топлива. В этих случаях исполь­зуют схемы аппаратов с двумя неподвижными трубными досками, но с установкой соответствующих компенсаторов. Установка компенса­торов на корпусе аппарата возможна только при небольших давле­ниях сред; при высоких давлениях она вызывает конструктивные за­труднения.

Схема аппарата с U-образными трубками показана на рис, 38, б. Характерной особенностью компоновки поверхности теплообмена является самокомпенсация относительных удлинений от воздействии высоких температур. Использование U-образных трубок ограничено из-за сложности очистки поверхности в петлях. Для подобных трубок должны применять чистую рабочую среду. Однако в некоторых конструкциях теплообмеиных аппаратов применяют рабочие среды, содержащие различные соли и механические примеси. Так, например, используют U-образные трубки для паровых подогревателей топлива, масла и забортной воды; при этом рабочие среды протекают внутри трубок, а в межтрубочном пространстве — греющий пар.

U-образные трубки увеличивают и массу аппарата, так как они занимают больше места, чем прямые рядом в одной крышке.

Рис. 50.Конденсатор.

Рис.51. Холодильник пластинчатого типа.