Ребристые теплообменники

Ребристые теплообменники (рис. 21) применяют для увеличения теплообменной поверхности оребрением с той стороны, которая характеризуется наибольшими термическими сопротивлениями. Так, ребристые теплообменники (калориферы) применяют при нагревании паром воздуха, газов. Важным условием эффективного использования ребер является их плотное соприкосновение с основной трубой (отсутствие воздушной прослойки), а также рациональное размещение ребер.

Рис. 21. Схемы устройства ребристых теплообменников.

Ребристые теплообменники широко применяют в сушильных установках, отопительных системах и как экономайзеры. 

Кроме трубчатых теплообменников с трубами, имеющими поперечные ребра прямоугольного или трапециевидного сечения, разработаны конструкции с продольными, плавниковыми, проволочными, игольчатыми непрерывными спиральными ребрами и др.

Трубы с поперечными ребрами различной формы широко используются, в частности, в аппаратах для нагрева воздуха – калориферах, а также в аппаратах воздушного охлаждения.

 Конструкции оребренных теплообменников разнообразны. Теплообменники такого типа используются, например, в низкотемпературных установках для разделения воздуха.

4.3. Выбор и эксплуатация рекуперативных теплообменников

При выборе между пластинчатыми и кожухотрубными теплообменниками предпочтительными являются пластинчатые, коэффициент теплопередачи которых во много раз больше, чем у традиционных кожухотрубных. Кроме того, у пластинчатых теплообменников занимаемая площадь в 3-4 раза меньше, чем у кожухотрубных. Кроме того, пластинчатые теплообменники, оснащённые средствами автоматики, регулирования и надёжной арматурой, позволяют снизить количество теплоносителя, идущего на нагрев воды. А значит, и диаметры трубопроводов и запорно-регулирующей арматуры, снизить нагрузки на сетевые насосы и, соответственно, снизить потребление электроэнергии.

В последнее время стали появляться современные отечественные кожухотрубные теплообменники, оснащенные трубками, профилированными так, чтобы рост гидравлического сопротивления ненамного превышал рост теплоотдачи за счёт применения турбулизаторов потока. Это достигается накаткой на внешней поверхности трубы кольцевых или винтообразных канавок, чтобы создать на внутренней поверхности трубы плавно очерченные выступы небольшой высоты, интенсифицирующие теплоотдачу в трубах. Это дает отечественным кожухотрубным теплообменникам долнительные преимущества по сравнению с пластинчатыми. Но это преимущество исчезает при первой же промывке такого теплообменника, так как очистка внутренних поверхностей трубок с винтообразными канавками практически невозможна и ведет к быстрому выходу такого теплообменника из строя.

Важнейшая проблема при использовании теплообменников – это предотвращение образования накипи и очистка их от неё (рис. 22).

Рис. 22. Накипь на теплообменных поверхностях теплообменников.

Серьёзной проблемой является и коррозия теплообменников. Для защиты от коррозии применяется газотермическое напыление трубных досок, труб пароперегревателей. Это относится не только к кожухотрубным теплообменникам, изготовленным из углеродистой стали. Пластины пластинчатых теплообменников в подавляющем большинстве изготавливаются из коррозионно-стойкой жаропрочной стали, но несмотря на это также подвержены питтинговой коррозии при использовании неингибированных теплоносителей.