17) Многоходовые кожухотрубчатые теплообменники.

К ожухотрубчатые теплообменники – наиболее распространенный в химической технике тип теплообменной аппаратуры. Они допускают создание больших поверхностей теплообмена в одном аппарате, просты в изготовлении и надежны в работе.

Различают одноходовые и многоходовые кожухотрубчатые теплообменники. В одноходовом теплообменнике один поток теплоносителей движется параллельно во всех трубах, другой - в межтрубном пространстве параллельно трубам. В многоходовом (по трубному пространству) теплообменнике (рис. 1) пучок труб разделен на несколько секций (ходов), по которым теплоноситель I проходит последовательно. Разбивка труб на секции осуществляется перегородками 2 в верхнем и нижнем днищах 1 теплообменника. Путь теплоносителя I по четырем ходам показан стрелками.

Рис. 1. Многоходовой (по трубному пространству) теплообменник: 1 – днище, 2 – перегородки, I,II – теплоносители.

В многоходовых теплообменниках увеличивается (соответственно числу ходов) скорость теплоносителя и, следовательно, коэффициент теплоотдачи. На рис. 2 показан многоходовой (по межтрубному пространству) теплообменник, в котором увеличение скорости теплоносителя I в межтрубном пространстве достигается установкой ряда направляющих перегородок 2.

Рис. 2. Многоходовой (по межтрубному пространству) теплообменник: 1 – кожух, 2 – направляющие перегородки, I,II – теплоносители.

Из двух теплоносителей, движущихся по трубному и межтрубному пространствам, нужно в первую очередь увеличивать скорость того, который при теплообмене имеет большее термическое сопротивление и, следовательно, обменивается теплом при меньших значениях коэффициента теплоотдачи.

В рассмотренных кожухотрубчатых теплообменниках трубы жестко закреплены в трубной решетке. Вследствие разности температур между кожухом и трубами в них возникают температурные напряжения, которые могут привести к разрушению аппарата. Теплообменники с жестким креплением труб в трубной решетке надежно работают при разностях температур между кожухом и трубами 25-30° С.Если эта разность превышает указанные пределы, применяют теплообменники с различными компенсаторами температурных удлинений.

18) Спиральные теплообменники

Теплообме́нник спира́льный - это теплообменник, в котором поверхность нагрева образуется двумя тонкими металлическими листами, приваренными к разделительной перегородке (керну) и свёрнутыми в виде спиралей

В спиральном теплообменнике (рисунок ) поверхность теплообмена образуется двумя металлическими листами 1 и 2, свернутыми по спирали. Внутри аппарата образуются два изолированных один от другого спиральных канала, по которым, обычно противотоком, движутся теплоносители. Как показано на рисунок 12, теплоноситель I поступает через нижний штуцер и удаляется через боковой штуцер в правой крышке теплообменника, а теплоноситель II входит в верхний штуцер и удаляется через боковой штуцер в левой крышке.

Достоинства. Спиральные теплообменники весьма компактны, работают при высоких скоростях теплоносителей (для жидкостей 1–2 м/с) и обладают при равных скоростях сред меньшим гидравлическим сопротивлением, чем трубчатые теплообменники различных типов.

1, 2 - листы, свернутые в спирали; 3 - перегородка; 4, 5 - крышки.

Рисунок - Спиральный теплообменник.

Недостатки. Эти аппараты сложны в изготовлении и работают при ограниченных избыточных давлениях, не превышающих 1 МПа, так как намотка спиралей затрудняется с увеличением толщины листов; кроме того, возникают трудности при создании плотного соединения между спиралями и крышками.

Назначение. Спиральные теплообменники используются в спиртовой, пищевой, фармацевтической, нефтяной, химической, ЖКХ и других отраслях промышленности, где требуется высокоэффективный теплообмен.