1.2 Сравнительная характеристика

теплообменных аппаратов

Конструкция теплообменника должна удовлетворять ряду требовании, зависящих от конкретных условий протекания процесса теплообмена (тепловая нагрузка аппарата, температура и давление, при которых осу­ществляется процесс, агрегатное состояние и физико-химические свой­ства теплоносителей, их химическая агрессивность, условия теплоотдачи, возможность загрязнения рабочих поверхностей аппарата и др.). При выборе теплообменника необходимо учитывать также простоту устройства и компактность аппарата, расход металла на единицу переданного тепла и другие технико-экономические показатели. Обычно ни одна из конструкций не удовлетворяет полностью всем требованиям и приходится ограни­чиваться выбором наиболее подходящей конструкции.

В одноходовых кожухотрубчатых теплообменниках суммарное попе­речное сечение труб относительно велико, что позволяет получать доста­точно высокие скорости в трубах только при больших объемных расходах движущейся в них среды. Поэтому такие аппараты рационально исполь­зовать, когда скорость процесса определяется величиной коэффициента теплоотдачи в межтрубном пространстве, а также в процессе испарения жидкостей.

Многоходовые (по трубному пространству) кожухотрубчатые теплооб­менники применяются главным образом в качестве паровых подогрева­телей жидкостей и конденсаторов. Именно в этих случаях взаимное на­правление движения теплоносителей в многоходовых теплообменниках (смешанный ток) не приводит к снижению средней движущей силы сравни­тельно с противотоком, по принципу которого работают одноходовые теплообменники. Многоходовые теплообменники целесообразно исполь­зовать также для процессов теплообмена в системах жидкость - жидкость и

газ - газ при больших тепловых нагрузках. Если же требуемая поверх­ность теплообмена невелика, то для указанных систем более пригодны элементные теплообменники. Особое значение имеют трубчатые тепло­обменники нежесткой конструкции (в том числе многоходовые) в тех слу­чаях, когда разность температур теплоносителей значительна и необходима компенсация неодинакового теплового расширения труб и корпуса аппа­рата. Однако эти аппараты дороже теплообменников жесткой конструкции.

Теплообменники с двойными трубами применяются в основном в кон­тактно-каталитических и реакционных процессах, протекающих при высоких температурах, когда необходимо надежно обеспечить свободное удлинение всех труб, не считаясь с удорожанием аппарата и более труд­ным его монтажом.

Змеевиковые теплообменники (погружные, оросительные, змеевики, приваренные к наружным стенкам аппаратов) наиболее эффективно ис­-

пользуют для охлаждения и нагрева сильно агрессивных сред, когда не­обходимо применение химически стойких материалов, из которых затруд­нительно или невозможно изготовить трубчатые теплообменники. Кроме того, эти аппараты пригодны для процессов теплообмена, протекающих под высоким давлением. Однако аппараты таких конструкций работают лишь, при умеренных тепловых нагрузках.

Теплообменные аппараты всех типов должны работать при оптималь­ном

тепловом режиме, соответствующем сочетанию заданной производи­тельности и других показателей, определяемых технологическими усло­виями, с минимальным расходом тепла.