Пластинчатые теплообменники

В пластинчатом теплообменнике (рис. VIII-19) поверхность теплообмена образуется гофрированными параллельными пластинами 1,2 c помощью которых создается система узких каналов шириной 3—6 мм с волнисты­ми стенками. Жидкости, между которыми происходит теплообмен, дви­жутся в каналах между смежными пластинами, омывая противоположные боковые стороны каж­дой пластины.

Рис. VIII-19. Схема пластинчатого тепло­обменника: 1 — четные пластины; 2 — нечетные пластины; 3, 4 — штуцера для входа и выхода теплоносите­ля I; 5, 6 — то же, для теплоносителя II ; 7 — не­подвижная головная плита; 8— подвижная го­ловная плита; 9 — стяжное винтовое устройство.

Рис. VIII-20. Пластина пластинчатого теплооб­менника: 1, 4 — прокладки; 2, 3 — от­верстия для жидкости I ; 5, 6 — отверстия для жид­кости II.

Пластина (рис. VIII-20) имеет на передней поверхности три прокладки. Большая прокладка 1 ограничивает канал для движения жидкости I между пластинами, а также отверстия 2 и 3 для входа жидкости I в канал и выхода из него; две малые кольцевые прокладки 4 уплотняют отвер­стия 5 и 6, через которые поступает и удаляется жидкость II, движущаяся противотоком.

На рис. VIII-19 движение жидкости I показано схематично пунктирной линией, а жидкости II — сплошной линией. Жидкость I поступает через штуцер 3, движется по нечетным каналам (считая справа налево) и уда­ляется через штуцер 4. Жидкость II подается через штуцер 5, движется по четным каналам и удаляется через штуцер 6.

Пакет пластин зажимается между неподвижной плитой 7 и подвиж­ной плитой 8 посредством винтового зажима 9.

Вследствие значительных скоростей, с которыми движутся жидкости между пластинами, достигаются высокие коэффициенты теплопередачи, вплоть до 3800 вт/м² [3000 ккал/(м²·ч·град)] и более при малом гидравли­ческом сопротивлении.

Пластинчатые теплообменники легко разбираются и очищаются от загрязнений. К их недостаткам относятся: невозможность работы при высоких давлениях и трудность выбора эластичных химически, стойких материалов для прокладок.

Оребренные теплообменники

Кчислу компактных и эффективных теплообменников, созданных за последнее время, относятся разные конструкции теплообменных аппара­тов с оребренными поверхностями. Применение оребрения со стороны теплоносителя, отличающегося низкими значе­ниями коэффициентов теплоотдачи (газы, силь­но вязкие жидкости), позволяет значительно повысить тепловые нагрузки аппаратов.

Рис. VIII-21. Элементы сребренного теплообмен­ника: а — прямоугольные ребра; б — трапециевидные ребра.

Помимо трубчатых теплообменников с тру­бами, имеющими поперечные ребра прямо­угольного (рис. VIII-21, а) или трапециевид­ного сечения (рис. VIII-21, б), 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 (рис. VIII-22), а также в аппаратах воздуш­ного охлаждения. При нагреве воздуха обычно применяют насыщен­ный водяной пар, поступающий в коллектор 1 и далее в пучок оребрен­ных труб 2. Конденсат отводится из коллектора 3. Иногда используются продольные ребра, которые для турбулизации пограничного слоя (что особенно важно при ламинарном течении теплоносителя) на определен­ном расстоянии надрезаются.

Рис. VIII-22. Пластинчатый калорифер: 1 — коллектор для входа пара; 2 — оребренная труба; 3 — коллектор для приема кон­денсата.

Рис. VIII -23. Схема устройства пластин­чато-ребристого теплообменника.

Конструкции оребренных теплообменников разнообразны. Схема уст­ройства современного пластинчато-ребристого теплообменника, работа­ющего по принципу противотока, приведена на рис. VIII-23. Теплообмен­ники такого типа используются, например, в низкотемпературных уста­новках для разделения воздуха.