2.5. Змійовикові теплообмінники

Їх використовують у всіх тих випадках, що і кожухотрубчасті (приготування цукрово-паточних сиропів, спиртово-горілчане виробництво, згущення молока і т.ін).

Діаметр труб у цих теплообмінниках – 6…100 мм, матеріал – вуглецева або нержавіюча сталь, латунь, мідь.

Змійовики бувають одно- і багаторядними.

У багаторядних змійовикових теплообмінниках на вході і виході із труб встановлюють розподільні колектори, прохідні перерізи яких мають бути не менше, ніж сума перерізів усіх паралельно встановлених змійовиків.

Діаметр витків змійовика D має бути не менше, ніж вісім зовнішніх діаметрів труб d_з. Крок між витками і відстань між ними в разі багаторядних змійовиків:

Відстань між трубами і стінкою кожуха або витискувача:

Витискувачі встановлюють всередині змійовика для збіль­шен­ня швидкості руху рідини при обтіканні труб.

Швидкість руху рідини в трубах беруть 0,1…0,9 м/с.

Коли змійовиковий теплообмінник використовують для піді­грівання рідини парою, то рідина рухається по трубах, а пара – у міжтрубному просторі. Як випаровувачі, ці теплообмінники не­ефективні.

Використовують змійовикові теплообмінники, коли потрібна площа поверхні до 10 м², наприклад, як охолоджувачі етанолу в ректифікаційних колонах. Змійовики часто встановлюють всере­дині апаратів, наприклад, в апаратах для розчинення, бродиль­них чанах і т. ін. Перемішуючі пристрої, які є в цих апаратах, сприяють водночас підвищенню коефіцієнтів тепловіддачі.

Коефіцієнти тепловіддачі з внутрішнього боку труб змійови­ка α₃ обчислюють як і для прямої труби (α) з урахуванням по­правкового коефіцієнта, а саме:

   (2.12)

де d_в – внутрішній діаметр труби, мм;

D – діаметр витка змійовика, мм.

Геометричні розміри теплообмінника визначають після ви­зна­чення площі поверхні F, яка дорівнює:

   (2.13)

де d_р – розрахунковий діаметр труби, м;

L – довжина змійовика, м.

При конструюванні змійовиків звичайно задаються співвід­но­шенням:

   (2.14)

Якщо по змійовику рухається пара, то слід φ вибирати від­повідно до табл. 2.2.

Таблиця 2.2 – Значення φ залежно від тиску

Абсолютний тиск пари, МПа	0,045	0,125	0,15	0,2	0,30	0,40	0,50
	до 100	150	175	200	225	250	275

Якщо крізь змійовик пропускають продукт, то можна прий­мати

Тоді

   (2.15)

звідки

   (2.16)

Із рівняння витрати:

   (2.17)

де d_в – внутрішній діаметр труби, м.

Розрахований діаметр d_p не повинен дуже відрізнятися від d_в.

Округлюючи розрахункове значення d_p до найближчого стан­дартного d, отримаємо:

Довжина одного витка:

   (2.18)

Кількість витків змійовика:

Загальна висота змійовика з урахуванням конструктивного додатка h_д:

   (2.19)

Якщо отримана висота змійовика занадто велика, його ви­ко­нують багаторядним.

[Вгору] [Вниз]