2.7.2 Қондырғылардың конструкцияларын жақсарту
Жылуалмастырғыш қондырғыларының жоғары тиімділігін құру және жылу алмасу процесінің қарқындылық мәселесі қазірде актуалды. Жылуалмасу процесстерін қарқындату үшін келесі мысалдар қолданылады:
Жылуөткізгіштердің бетін жүйелік жуу, бөлінген заттар мен қоспаларды арнайы өңдеу мен тазалау кезінде қалдықтардың ( шлам, тұз, коррозиялық қышқылдар ) алдын алу.
Бу конденсациясында пайда болатын инертті газдарды құбыр және құбыр арасындағы кеңістікті желдету.
Ағынның жасанды турбулизациясы.
Жылуалмасу бетінің қабырғалануы.
Құбыр қабықты жылуалмастырғыштардың қарқындылығының проблемасы–жылуалмасу бетінің қарама-қарсы жақтарының термиялық кедергілерінің түзетілуімен тікелей байланысты. Мұны Ғ жылуалмасу бетінің Ғ үлкейтілмеген немесе жылу беру коэффциентінің β үлкейтуімен жетуге болады. Соңғысы жылуалмасу ағынының қимасындағы жылдамдық пен температураның түзетуіне әкеледі, сол себепті шекаралық қабаттағы термиялық кедергі азаяды. Зерттеу нәтижесі бойынша шекаралық қабат кедергісі жылуалмасу қарқындылығын төмендететін басты фактор болып табылады.
Жылуалмасу құбырарасы кеңістіктегі тұрып қалған зоналарды жою кезінде жақсара түседі. Әсіресе мұндай зоналар құбыр торларының қасында құрылады. Өйткені жылутасымалдағыштың кіру және шығу штуцерлері жақын орналасқан, осындай зоналардың құрылуын жоятын ең радикалды тәсіл құбырарасындағы кеңістіктегі кіру және шығу камераларын орнату.
Құбырлар сыртқы бетінің жылуалмасу эффектісі –сақиналы қарықты көбейтеді ( канавка ), олар құбыр кеңістігіндегі жылуалмасуды 2 есе турбулизациялайды.
Жылуалмастырғыштарда
сұйықтықтан құбыр кеңістігіне тұтқырлы
сұйықтық немесе газ коэффициенті ішкі
жағына қарағанда әлдеқайда төмен. Мысалы
газ-сұйықты жылуалмасудың коэффициенті
сұйық жағынан
6 кВт (мІ °С) жетүі мүмкін, ао газ жағынан
0,1 кВт ( мІ °С ) аспайды. Яғни осындай
жылуалмастырғыштарда жылтыр құбырлардың
қолдануы, олардың массасы мен өлшемдерінің
күрт өсуіне әкеліп соғады.
Жылуалмасуды қарқындылыққа жеткізу әртүрлі қабырғалы құбырлардың әртүрлі конструкциясын өңдеуге әкеледі.
2.7.3 Модернизация
Мұнай өндіруде.
Қазіргі уақытта Қазақстанда мұнай өндіретін компания жеткілікті. Мұнай өндіруде көбінесе функцияланатын жылуалмастырғыштар – құбырлы конструкциялы жылуалмастырғыштар болып табылады. Мұнай өндіретін өнеркәсіптердің 16%-ы ғана пластиналы жылуалмастырғыштарды қолданады. Ал қалған компаниялар құбырқабықты жылуалмастырғыштарды қолданады. Бірақ кейінгі кездерде кәсіпорындар мұнай өндіруде пластиналы жыылуалмастырғыштарды да, құбырқабықты жылуалмастырғыштарды да қолданады. Жылуалмастырғыштардың саны әр кәсіпорынға байланысты нұсқаланады. Жылуалмастырғыштарды қолданатын мұнай өндіретін кәсіпорындардың 3 түрін бөліп айтуға болады:
- тек қана құбырқабықты жылуалмастырғышты қолданатын;
- құбырқабықты жылуалмастырғышпен қатар,пластиналыны қолданатын;
- құбырқабықты жылуалмастырғышпен салыстырмалы түрде, пластиналы
Жылуалмастыру аппараттадың конструктивті элементтерін материалды орындауда әртүрлі нұсқалар қарастырылған. Аппараттың корпусы болаттанВСтЗсп, 16ГСнемесе биметалды болат қорғаныш қабатынан 08X13,12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т жасалынады. Құбырлы түйіндер үшін болат 20 және Х8, 25x2 > 25x2,5 және 20x2 мм өлшемдерімен, жоғары легірленген болаттан 08X13, 08Х22Н6Т, 08Х18Н10Т, 08Х17Н13М2Т, 25x1,8 және 20x1,6 мм өлшемдерімен, сонымен қатар құбырлар аллюминді қорытпалар мен жезден жасалынады. Құбырлы торлар 16ГС, 15Х5М, 12Х18Н10Т болаттан және жоғарылегірленген хромникель қорытпасының биметалды балқымасынан немесе 10 мм-дегі қалыңдықтағы жез қабығынан жасалады. Мұндай жылуалмастырғыштың негізгі элементі болып, құбыр торларында бекітілген құбырлар түйіні табылады. Құбырлар құбырлы түйінде шахматты ретте немесе үшбұрыш төбелерінде сияқты орналасады. Жылуалмастырғыш орталарының бірі құбырлар ішімен, ал екіншісі корпус ішінде құбырлар арасымен қозғалады. Жылуалмастырғыштар тік те, көлденең де қолданылады. Қондырудың екі нұсқасы да бірдей кең қолданысқа ие және монтаждау негізінде таңдалынады: тік жылуалмастырғыштар – цехте аз орынды алады, ал көлденең – биік емес кеңістікте орналастырыла алады.
Жылуалмастырғыштарды жасау материалы – көміртекті және тот баспайтын болат. Сарапшылардың бағалары бойынша құбырқабықты жылуалмастырғыштарды жасауға машина жасаудағы металдың үштен бірі шығындалады. Сондықтан жылуалмасу интенсифтілігін жасау әдістері – жылуалмастырғыштардың массасының төмендеуіне, материалдарының экономдылығына әкеп соғатын актуалды проблема болып табылады, бұл проблемамен көптеген елдердің мамандары айналасуда. Жылуалмасу интенсифтілігінің ең оңай және тиімді жолдарының бірі – пішінінің және жылутасымалдағыштың қозғалыс режимінің өзгеруі.
Құбырлы элементтері бар жылуалмастырғыштарды жасау әдісі – құбырлы элементтің күйін бақылау үшін изотоптармен айналдырылған сигналды материал қолданғанымен ерекшеленеді, мысалы тоғысқан құбырлар арасына салатын кварціленген ұнтақ. Құбырқабықты жылуалмастырғыштарды жасау әдістері жылуалмастыру бөлшектерін бір пакетте жинаумен қорытындыланады, ол пакет каркас маңында герметикалық сыйымдылықты құрайды, осы сыйымдылықтың шетін герметизациялайды және оларды плиталар арасына орналастырады, содан кейін сығымдағыш сақинада суғанға дейін сығылады.
Құбырлы элементтерді жинау технологиясы ішкі құбырды сыртқы құбырға пресстеу арқылы немесе сыртқы құбырды ысыту арқылы іске асады.
Бөлім бойынша қорытынды:
Бұл бөлімде жылуалмастырғыштың технологиялық есебі, жылулық жүктемені анықтау, жылуалмастырғышты таңдау, жылуалмастырғыштың нақтыланған жылулық есебі, жабдықтың негізгі элементтерінің беріктік есебі, жылуалмастырғышты есептеу, бу генераторын есептеу, тiректердi есептеу, тесіктерді бекітуді есептеу, бу қазанының бөлшектерiн берiктікке есептеу, бу қазанының жылулық есептеуі, бүріккішті есептеу, патенттік шолу қарастырылды.