Изобразите схему устройства кожухотрубного теплообменника. Укажите достоинства и недостатки этого аппарата.
Достоинства:
Большая площадь поверхности теплопередачи при относительно компактных размерах кожухотрубчатого теплообменника.
Простота изготовления.
Расход материала на изготовление сравнительно невелик.
Надёжны в работе.
Способны работать под большими давлениями.
Недостатки:
Не способны работать при низких расходах теплоносителей.
Трудности изготовления из материала, не допускающего развальцовки и сварки.
Трудности при осмотре, чистке и ремонте.
Рисунок 3.1 – Схема кожухотрубчатого одноходового теплообменника
1 – днище; 2 – нижняя трубная решетка; 3 –трубы; 4 – крышка; 5 – верхняя трубная решетка; 6 – межтрубное пространство; 7 – сегментные перегородки;
I, II – теплоносители
Изобразите многоходовой кожухотрубный теплообменник по межтрубному пространству
Рисунок 4.1 – Схема многоходового по межтрубному пространству кожухотрубного теплообменника
1 – кожух; 2 – перегородки; I, II – теплоносители
Изобразите любую конструкцию многоходового кожухотрубного теплообменника. Чем отличаются одноходовые теплообменники от многоходовых?
Ключевое отличие одноходовых теплообменников от многоходовых в отсутствии перегородок в крышках, которые уменьшают площадь сечения потока в трубах за счет распределения потока.
В многоходовых теплообменниках увеличивается (кратно числу ходов) скорость теплоносителя и, следовательно, коэффициент теплоотдачи.
Рисунок 5.1 – Схема двухходового теплообменника
1 – крышки; 2 – перегородки в крышках; I, II – теплоносители
Какие Вы знаете конструкции теплообменников с компенсацией температурных удлинений труб и кожуха. Изобразите любую конструкцию по вашему выбору.
Кожухотрубные теплообменники с компенсирующими устройствами:
а – теплообменник с линзовым компенсатором (полужесткая конструкция); б – аппарат с плавающей головкой; в – аппарат с U-образными трубами; 1 – кожухи; 2 – трубы; 3 – линзовый компенсатор; 4 - плавающая головка; I и II – теплоносители.
Кожух и трубы теплообменника контактируют в разными по температуре теплоносителями. При разнице температур более 50 К кожух и трубы расширяются с достаточной разницей, что влечет механические напряжения в трубных решетка и ведет к разгерметизации аппарата. В данном случае применяют теплообменники с нежесткой конструкцией.
При небольших температурных деформациях (не более 10–15 мм) и невысоких давлениях в межтрубном пространстве (не более 0,5 МПа) используют линзовый компенсатор (складка на рис. а). Линзовый компенсатор прост, дешев, однако он значительно снижает прочность кожуха.
В теплообменнике с U-образными трубами (рис. в) нет нижней решетки, трубы могут удлиняться или сокращаться независимо от кожуха. Такие аппараты не имеют ограничений по температурным деформациям и давлению в межтрубном пространстве, как аппараты с линзовым компенсатором. Однако в таких аппаратах усложняется монтаж труб, затруднена очистка их внутренней поверхности.
В теплообменнике с плавающей головкой (рис. б) нижняя трубная решетка не связана с кожухом и снабжена отдельной крышкой. Обладает теми же достоинствами, что и аппарат с U-образными трубами, к тому же, он лишен недостатков, связанных с проблемой монтажа труб и механической очистки их внутренних поверхностей. Однако стоимость таких аппаратов несколько выше, чем теплообменников с другими способами компенсаций температурных деформаций.