Спиральные теплообменники

Спиральные теплообменники пред­назначаются для подогрева или ох­лаждения жидкостей и газов. Они мо­гут работать как при противотоке, так и при перекрестном токе теплоносите­лей.

Теплообменник состоит из корпу­са, верхней и нижней крышек и опор­ной рамы. Поверхность теплообмена образована металличе­скими листами, свернутыми по спира­ли. Образующиеся между спиралями каналы прямоугольного сечения начи­наются в центре в форме полуцилин­дров и кончаются на периферии спе­циальными коробками со штуцерами. Для придания листам жесткости и для фиксирования расстояния между спиралями по обеим торцовым сторо­нам к листам приварены бобышки. Торцы корпуса уплотнены и скрепле­ны болтовым соединением с крышка­ми при помощи фланцев, приварен­ных к наружным виткам спирали.

Спиральные теплообменники - го­ризонтального типа противоточные; их применяют при теплообмене между двумя жидкостями. Теплообменники вертикального типа применяют для теплообмена между паром и жид­костью; они могут работать при про­тивотоке и перекрестном токе. Для уменьшения потерь тепла в окружаю­щую среду рекомендуется пропускать холодный теплоноситель по наружно­му каналу.

Спиральные теплообменники полу­чили широкое распространение бла­годаря ряду преимуществ перед труб­чатыми: удельная поверхность на еди­ницу объема в 2 раза больше, чем в трубчатых; малый вес; возможность достижения больших скоростей; высо­кий коэффициент теплопередачи; не­большие гидравлические сопротивления; малая подверженность загрязнению. Недостатки: трудность производ­ства ремонтных работ; пригодность для работы при давлении до 6 – 10 ати.

Спиральные теплообменники слож­ны в изготовлении, затруднительна герметизация каналов с разными те­плоносителями.

Ребристые теплообменники

Ребристые поверхности теплообме­на применяют с целью увеличения те­плопередачи через металлические стен­ки в тех случаях, когда условия тепло­передачи по обеим сторонам стенки зна­чительно различаются. При нагревании, например, воздуха паром условия те­плоотдачи по обеим сторонам стенки весьма различны: коэффициент тепло­отдачи от греющего пара к стенке со­ставляет 5 000-10 000 ккал/м²∙ч∙град, в то время как от стенки к нагревае­мому воздуху или газу он составляет всего 5-50 ккал/м²∙ч∙град. Улучше­ние условий теплопередачи достигает­ся искусственным увеличением теплопередающей поверхности с помощью ребер, размещаемых с той стороны, где величина коэффициента теплоотдачи мала.

Ребристые теплообменники изготовляют разнообразных конструкций Наибо­лее распространены воздухонагреватели с по­перечными круглыми и прямоугольными ребрами. Иногда ребра выполняют навивкой металлической ленты, поставленной на ребро . В качестве рекуперато­ров промышленных печей применяют чугунные игольчатые теплообменники с иглами на внешней и внутренней стороне. При продольном обтекании труб целесообразно рас­полагать ребра вдоль образующих труб (так называемые плавниковые трубы).

В последние годы для охлаждения возду­ха или газа в замкнутом вентиляционном кон­туре электрических генераторов нашли приме­нение теплообменники с проволочным «биспиральным» оребрением . Искусствен­но созданная шероховатость и одновременно сильно развитая поверхность трубы способст­вуют повышению теплопередачи в теплообмен­никах с проволочным оребрением. Многоребри­стая труба теплообменника для чистых газов и жидкостей показана . Оребрение осуществляется приваркой к гладкой поверх­ности трубы диаметром 25/23 мм волнистой ленты, образующей ребра с просветом в 10 мм.

Существенное значение для эффек­тивности работы ребристых аппаратов имеет материал труб и ребер, а так­же контакт между ними. Для повы­шения теплопроводности часто приме­няют латунь, алюминий или медь. Хо­роший контакт между трубами и реб­рами достигается лужением или оцин­кованием.