2.3 Қаптама құбырлы жылу алмастырғыштың жұмыс жасау принципі

Технологияда ең көп таралған қаптама құбырлы жылу алмастырғыштар, олар ұшына құбыр тақтайшасы (құбыр торлары) жалғанған жалпы тері қабатына орналасқан параллельді құбыр түйіндерінен жасалған (сур.2). Тақтайшадағы тесіктерден дәнекерлеу арқылы жапсырылған құбырдың үші өтеді. Құбырлы тақтайға штуцерлі қақпақтар біріктіріледі және олар арқылы сұйықтықтардың біріншісі беріледі немесе шығарылады.

Қақпақтар мен құбырлар құбырлы кеңістікті туғызады. Тері қабаты мен сыртқы құбырдың ортасындағы кеңістікте екіншісі сұйықтық беріледі.

Құбырдың белгілі бір ұзындығында және соған қатысты тері қабатының диаметрі кіші болғанда қарсы ағынға жақын ағынның құрылысымен қамтамасыз етіледі. Бірақ құбыраралық кеңістіктегі турбулизациялайтын құбырдағы сұйықтықтар араласып кетеді.

Құбыр неғұрлым қысқа болса осы жағымсыз фактордың рөлі соғұрлым көрінеді. Бірақ қысқа құбырларда соңғы өнімдердің әсері және жылу берілу коэффициенті жоғары. Жылу берілу коэффициентін жоғарлату үшін көп жүргізілетін құбырлы жылу алмастырғыштар пайдаланылады. Мұндай аппараттарда қақпақтардағы құбыр тақтайшасына мықталған бөлгіштердің көмегімен құбырлар сұйықтар белгілі бір тәртіппен өтетін секцияға бөлінеді. Секциялардағы құбырлардың саны әдетте бірдей болады. Көпреттік жылуалмастырғыштарда біреттіке салыстырғанда беттік жылдамдық сәйкесінше n рет өседі, бұл жылу берілу коэффициентінің жоғарлауына алып келеді. Құбыраралық кеңістікте әрекет ететін сұйықтықтардың жылу берілу коэффициентін жоғарлату үшін сегментті бөлгіштер орнатылады.

Қаптама құбырлы жылу алмастырғыштардың негізгі кемшілігі құбыр мен қаптама қабатының арасындағы температураның айырмашылығы, бұл аппараттың бұзылуына әкеледі.

Конструктивті жоспарда ең қарапайым жылан тәріздес жылу алмастырғыштар болып табылады. Оларда жылу алмастырғыш элемент – жылан тәріздес, яғни қисық тәрізге ие, мысалы жылан тәріздес спирал немесе винт сызықтары түрінде жасалуы мүмкін.

Жылан тәріздес мұндай жылу алмастырғыш аппараттарда жылу тасымалдағыш сұйықпен толтырылған, яғни олар жылан тәріздестің ішінде әрекеттенетін жылу тасымалдағыш арқылы қыздырылады немесе салқындайды. Жылан тәріздес жылу алмастырғыштардың кемшілігі, жылан тәріздес орналасқан жылу тасымалдағыштың жылдамдығы төмен, сондықтан жылу беріліс коэфициенті де төмен болады. Мұндай рекуператорлардағы жылан тәріздестер жоғары гидравлекалық қарсылыққа ие, сондықтан оларда тікқұбырлы жылу алмастырғыштарға қарағанда жылдамдығы төмен жылан тәріздес жылу тасымалдағыштарды таңдайды.

1- қаптама; 2-құбырлар;3-линзалы теңестіргіш; 4-қозғалмалы құбыр торы; 5-U -тәрізді құбырлар; 6- сальникті теңестіргіш; I и II – жылутасымалдағыштар.

3 Сурет. Температуралық теңестіргіш құрылымдары бар қаптама құбырлы жылу алмастырғыштар: а) линзалы теңестіргішті; б,в) құбырлар торы қозғалмалы; г) u-тәрізді құбырлы; д)сальникті теңестіргішті

.

Жылу тасымалдағыштардағы жылдамдық күрт өзгермейтін болғандықтан, спиральді жылу алмастырғыштағы гидравликалық қарсыластық кожухотрубчатый жылуалмастырғышқа қарағандатөмен болады. Спиральді алмастырғыштың кемшілігі, оларды дайындаудың қиындығында және 10 атм. жоғары қысымда жұмыс жасау мүмкін емес.

Қайта өңдейтін жылуалмастырғыштарды негізінен сұйықтықпен газды салқындату немесе конденсациялау үшін қолданады. Бұл жылуалмастырғыштар тіземен байланысқан бірінің астында екіншісі орналасқан құбырлардан тұрады. Құбырлардың сырты сумен қайта өңделеді. Қүбырлардан салқындатылған жылу тасымалдағыш ағып өтеді. Қайта өңделген су жоғарғы құбырға беріліп, одан төменде орналасқан құбырға түседі. Аппараттың төменгі жағында су жинайтын ыдыс орналасқан. Бұл жылуалмастырғыштардың құрылысы қарапайым, ал кемшілігі құбырмен су арасындығы жылу алмасудағы жылу беріліс коэффициенті төмен болады.

Арнайы жылу алмастырғыштарға жылу тасымалдағыштарды арнайы жағдайда қыздыру немесе салқындату үшін қолданатын аппараттарды енгізеді [4].