53.Суытушы агенттер,

Қалыпты температураға дейін суыту

Қалыпты температураға дейін (10-30 °С) суыту үшін қол жеткізерлік және арзан суытушы агенттер – су және ауа кеңінен қолданылады. Ауамен салыстырғанда су үлкен жылу сыйымдылықпен, жылу берудің жоғары коэффициентімен ерекшелінеді және суытуды төмен температураға дейін жүргізуге мүмкіндік береді.

Суытушы агент ретінде өзен, көл, артезиан (жер асты құбырларынан алынатын) сулары қолданылады. Егер жергілікті жағдайда су жеткіліксіз және оны тасымалдау үлкен шығындармен байланысты болса, онда суытуды жылу алмастыру құрылғыларында қолданылған суытушы су - қолданылған сумен жүргізеді. Бұл суды ашық басейіндерде бөліктеп буландыру арқылы немесе градирлерде ауа ағынымен араластыру жолымен суытады және оны қайтадан суытушы агент ретінде қолдануға бағыттайды.

Суыту температурасы судың бастапқы температурасынан тәуелді. Өзен, көл сулары жыл мезгілінен тәуелді 4-25 °С температураға ие, ал артезиан суы 8-15 °С ие және қолданылған су шамамен 30 °С (жаз мезгілінде) ие

Атмосфералық ауа салыстырмалы төмен жылу беру коэффициентіне қарамастан кейінгі уақытта суытушы агент ретінде кеңінен қолданылады.

Ауа суытушы агент ретінде араластырғыш жылу алмастырғыштарда – градирлерде кең қолданылады. Бұл дегеніміз жазық башнялар, олардың үстінен су себеленеді, ал төменгі жағынан жоғары қарай желдеткішпен ау үрленеді. Су мен ауа байланыс бетін артыру үшін градирлерде қондырғыш орналастырады, мысалы ағаш хордалы қондырғыш және т.б.

Төменгі температураға дейін суыту

Су немесе ауамен алынатын температурадан төмен температураны (0 °С) алу үшін, ортаны сумен сұйылтуға болатын жағдайда суытуды суытылушы сұйыққа тікелей суық суды немесе мұзды енгізу арқылы жүргізеді.

Мұздың еруінің нәтижесінде түзілген су суытылушы сұйықтың соңғы температурасына ие болады.

0 °С қарағанда төмен температураға дейін суыту үшін төмен қайнайтын сұйықтардың (аммиак), сығылған газдар (СО₂, этан және т.б.) сияқты суытушы агенттер қолданылады. Бұл агенттерді арнайы суытқыш құрылғыларында қолданылады, мұнда олар буланғанда жылу суытылушы ортадан алынады да, бу компрессия жолымен сығылады немесе абсорбцияланадыжәне цикл түйіседі.

Булардың конденсациясы

Будың (газдың) конденсациясы буды суыту жолымен немесе бір мезгілде суыту және сығу арқылы жүргізіледі. Әрі қарай тек су буымен және суық ауамен суыту жолымен өткізілетін конденсация үрдістері қарастырылған.

Булардың конденсациясы негізгі химиялық технологиялық үрдістерде қолданылады, мысалы, буландырғанда, вакуум-кептіруде және т.б. Конденсациядан алынған бу олар түзілетін аппараттан бөлек жабық аппарат, сумен немесе ауамен суытылатын будың конденсациясы үшін қызмет ететін – конденсаторға әкетіледі.

54.Жылу алмастырғыш аппараттар. Жылу алмастырғыштардың түрлері

ЖЫЛУ АЛМАСТЫРҒЫШ АППАРАТТАРДЫҢ ҚҰРЫЛҒЫСЫ

Жылу беру тәсіліне байланысты жылу алмастырғыштардың екі негізгі тобын айырады:

1) Беттік жылу алмастырғыштар. Онда жылу алмасатын орталар арасында жылудың тасымалдануы оларды бөлетін жылу алмасу беті - бітеу қабырға арқылы жүреді

2) Араластыру жылу алмастырғыштары. Оларда жылу бір ортадан екіншісіне тікелей түйісу арқылы тасымалданады.

Химиялық өнеркәсіпте сирек жағдайда сұйық орталардың қыздырылуы алдын ала қыздырылған қатты денелер – периодтық түрде басқа жылу тасымалдағышпен қыздырылатын аппаратты толтыратын қондырмамен түйісу есебінен жүретін регенерациялық жылу алмастырғыштар қолданылады.

Беттік жылу алмастырғыштар ең көп тараған және құрылысы әртекті болып келеді.

Химиялық технолгияда әртүрлі металлдардан (көміртекті және қоспалы болаттардан, мыстан, титаннан, танталдан және т.б.) және бейметалл материалдардан, мысалы, графит, тефлон т.б. жасалған жылу алмастырғыштар қолданылады. Материалды таңдауоның коррозиялық төзімділігімен және жылу өткізгіштігімен сәйкестендіріледі, сонымен бірге жылу алмастырғыш аппараттың құрылысы таңдап алынған материалдың қасиеттерінен тәуелді болады.

Жылу алмастырғыштардың құрылысы қарапайым, жинау және жөндеу қолайлылығымен ерекшеленуі тиіс.

Түтіктер мен қабықшаның үлкен температура айырымымен, түтіктердің үлкен ұзындығымен және түтіктер мен қабықша материалдарының айырмашылығымен туғызылатын температуралық деформацияларды азайту үшін корпусында серпімді деформацияға ұшыратылатын линзалық компенсатор (1) болатын линзалық компенсаторлы қабықшалы –түтікті жылу алмастырғыштарды пайдаланады (VIIІ-14, а суреті). Мұндай құрылғы қарапайымдылығымен ерекшелінеді, бірақ түтік аралық кеңістіктегі кішірек артық қысымдарда (әдетте 610⁵ н/м² немесе 6 am жоғары емес) ғана қолданылады.

Т үтіктер мен қабықшаның көбірек орын ауыстыруын қамтамасыз ету үшін басы қозғалатын жылу алмастырғыштарды пайдаланады (VIIІ-14, б суреті). Төменгі түтік торы (2) қозғалғыш болып келеді, бұл бүкіл түтік шоғырына аппарат корпусынан тәуелсіз еркін қозғалуға мүмкіндік береді. Бұл түтіктердің қауіпті температуралық деформациясы мен түтік торларымен жалғану тығыздығының бұзылуын болдырмайды. Алайда, температуралық ұзарулардың компенсациялануы бұл жағдайда жылу алмастырғыш құрылысының ауырлауы есебінен жеткізіледі.

U -тәрізді түтіктері бар қабықшалы жылу алмастырғышта (VIII-14, в сурет) түтіктердің (3) өздері компенсациялаушы құрылғылардың ролін атқарады. Осы кезде тек бір қозғалмайтын түтік торы болатын аппараттың құрылысы қарапайымдылау және жеңілдеу болады. Түтіктердің сыртқы беті бүкіл түтіктерді корпустан алып шыққанда оңайлықпен тазартылады. Одан басқа, осындай құрылысты жылу алмастырғышта (екі немесе көп жүрісті) айтарлықтай қарқынды жылу алмасу жүруі мүмкін. U-тәрізді түтікті жылу алмастырғыштардың кемшіліктері: түтіктердің ішкі бетін тазалаудың қиындығы, түтік торында түтіктердің үлкен санын орналастырудың күрделігі.

Жыланшалы жылу алмастырғыштар. Батырмалы жылу алмастырғыштар. Батырмалы жыланшалы жылу алмастырғыштарда (VIII-17 суреті) тамшылы сұйық, газ немесе бу аппарат корпусындағы (2) сұйыққа батырылған диаметрі 15-75 мм түтіктерден жасалған шиыршықты жыланша (1) арқылы қозғалады. Жыланша орналасқан корпус көлемінің үлкен болуынан сұйықтың корпустағы жылдамдығы төмен, бұл жыланша сыртында жылу беру коэффициентінің төмен міндеріне себеп болады. Оны арттыру үшін корпуста ішкі стақан (3) орнату арқылы сұйықтың жылдамдығын арттырады., бірақ осы кезде аппарат корпусының пайдалы қолданылатын көлемі азаяды. Сонымен бірге кейбір жағдайда корпусты толтыратын сұйықтың үлкен көлемі жағымды әсер етуі мүмкін, себебі ол режимнің тербелуі кезінде жылу алмастырғыштың тұрақты жұмысын қамтамасыз етеді. Жыланша түтіктері (4) құрылғыға бекітіледі.

Осындай типті жылу алмастырғыштарда жыланшалар калачтармен жалғанған түзу түтіктерден жасалады. Жыланша бойымен түзу түтіктерден қозғалатын ортаның үлкен шығындарында оны алдымен жалпы коллекторға жібереді, содан ол түтіктердің параллельді секцияларына жіберіліп, жалпы коллектор арқылы шығады. Секциялардың осындай параллельді орналасуы кезінде ағынның жылдамдығы төмендеп, жолының ұзындығы қысқарады, бұл аппараттың гидравликалық кедергісінің төмендеуіне әкеледі.

Батырмалы жылу алмастырғыштардың түтік аралық кеңістігінде жылу берілу қарқынды емес, себебі жылу еркін конвекция жолымен беріледі. Сондықтан, осындай типті жылу алмастырғыштар төмен жылу жүктеулерімен жұмыс істейді. Осыған қарамастан құрылысының қарапайымдылығына, арзандылығына, тазалау және жөндеудің жеңілдігіне және жоғары қысым мен химиялық орталарда жұмыс істеудің қолайлығына байланысты бұл жылу алмастырғыштар кеңінен қолданылады. Олар 10-15 м² – қа дейінгі қыздыру беттерінде жұмыс істейді.

П ластинкалы жылу алмастырғыштар. Пластинкалы жылу алмастырғышта (VIII,19 сурет) жылу аламсу беті (1) және (2) гофрирленген пластинлар арқылы түзіледі. Олардың көмегімен ені 3-6 мм ирек қабырғалы тар арқышалар жүйесі жасалады. Жылу алмасу жүретін сұйықтар арықшаларда көршілес пластиналар аралығымен қозғалып, әрбір пластинаның қарсы бүйірлі жақтарын шайып өтеді.

П ластинада (VIII-20 сурет) алдыңғы бетінде үш астар болады.

Үлкен төсеме 1 І сұйықтың пластиналар арасында қозғалыс каналын шектейді және І сұйықтың 2 және 3 саңылаудан кіруін және шығуын болдырмайды. Екі кішкетай сақиналы төсемелер 4 ІІ сұйық келетін және кететін 5 және 6 саңылауларды тығыздайды. VIII-19 суретте І сұйықтың қозғалысы схема түрінде үзінді сызықпен, ал ІІ сұйықтың қозғалысы сызықпен көрсетілген. І сұйық 3 штуцер арқылы түсіп, тақ каналдар бойынша (оңнан солға қарай) бойынша қозғалады және 4 штуцер арқылы шығарылады. ІІ сұйық 5 штуцер арқылы беріледі де жұп каналдар бойынша қозғалып, 6 штуцер арқылы шығарылады.

Пластиналар пакеті жылжымалы плита 7 мен жылжымайтын плита 8 арасына бұрандалы қысқыш 9 көмегімен тығыздалады.

Сұйықтар пластиналар арасындағы қозғалатын жоғары жылдамдықтар салдарынан төмен гидравликалық кедергіге 3800 вт/м² [3000 ккал/(м²чград)] дейін жоғары жылу тасымалдау коэффициенттері алынады. Пластинкалы жылу алмастырғыштар жеңіл құрастырылады және ластанулардан оңай тазартылады. Олардың кемшіліктері: жоғары қысымдарда жұмыс істеудің мүмкін еместігі және астарлар үшін эластикалық химиялық төзімді материалдарды таңдаудың қиындығы.