Рекуперативные теплообменные (т/о) аппараты, конструкции, принципы действия, режимы эксплуатации, ос­новные параметры, характеризующие их эффективность

Т/о аппарат - устройство, в котором осуществляется процесс передачи теплоты от одного теплоносителя к друго­му.

Рекуперативные - аппараты, в которых теплота от горячего теплоносителя к холодному передается через разделяю­щую их стенку (подогреватели, конденсаторы).

1. Кожухотрубчатый т/о аппарат состоит из кожуха и пучка труб, закрепленных в решетках для создания двух проточных каналов. Первый канал находится в межтрубном пространстве и предназначен для нейтральных сред, а второй, полученный из проходного сегмента труб, предназначен для растворов и жидкостей, способных загрязнять внутренние поверхности труб. Крышки распределительных камер и кожух, замыкающий межтрубное пространство, снабжены штуцерами для подвода и отвода теплоносителей.

1- кожух или корпус:

2- трубные решетки:

3- трубы;

4- днища или крышки распределительных камер:

5- фланцы;

6-болты:

7- опорные лапы;

8 - перегородки.

Применяют для нагрева и охлаждения, для испарения и конденсации теплоно­сителей в различных технических процессах.

Перегородки в межтрубном простран­стве изменяют направление движения теплоносителя так, что наружная поверхность труб омывается преимуще­ственно в конкретном направлении.

Расход теплоносителя в межтрубном пространстве определяется количеством теплоты, необходимой для теплообменного процесса: G_a = f ∙ w ∙ ρ, где

f - площадь сечения для прохода теплоносителя, м;

w- скорость движения теплоносителя, м/с;

ρ -плотность теплоносителя, кг/м³.

ТН - теплообменник с неподвижными решетками, с жестким кожухом и жестко закрепленными трубными решетками;

ТК - теплообменник с температурным компенсатором на кожухе с жестко закрепленными трубными решетками;

ТП - с плаваю­щей головкой.

Основные параметры:

1)поверхность теплообменника, м²; 1-2000;

2)условное давление в трубном или межтрубном пространстве, МПа; 0,6; 1,0; 1,6; 2,5

3)диаметр кожуха, мм - наружный (при изготовлении из труб), внутренний (при изготовлении из листовой стали); наружный диаметр и толщина стенки теплообменных труб (диаметр ∙ толщина стенки, мм)

4)длина теплообменных труб, мм; 1000, 1500, 2000;

5)схема и шаг размещения теплообменных труб в трубных решетках, мм - по вершинам равносторонних треуголь­ников: 21- для труб диаметром 16; 26- для труб диаметром 20.

2.Спиральные т/о аппараты состоят из 2-х листов, свернутых в виде спирали и образующих два канала прямоуголь­ного сечения, по которым подают теплоносители. Ширину канала между листами в пределах b =8-16мм. Шаг спи­рального теплообменника определяют из соотношения. е = b + δ , где δ - толщина листа, мм.

Спиральный теплообменник используют для нагрева или охлаждения жидкостей или газов, а также конденсации па­ров в различных технологических процессах. Теплообменник работает под избыточным давлением до 1,0 МПа при t от -20°С до +2 °С. Параметры: поверхность теплообмена, м 10-100; рабочая среда - жидкая, парообразная, вы­соковязкая, газообразная, парообразная. Расчетное давление, МПа до 1,0; 0,6. Расчетная t от -20°С до +200°С; от -20°С до +20°С. Ширина канала, мм 12; 8; 16.

3.Пластинчатые - разборные т/о аппараты с поверхностью теплообмена 3-600 м² выпускают в 3-х исполнениях, на консольной, двухопорной и трехопорной рамах. Наибольшее применение - на двухопорной раме. Общее количество пластин определяют из производительности, те из уравнения расхода теплоносителя через канал, образованный пластинами: V= f ₀ ∙ w ∙ n, где

вода

1 -внутренняя труба; 2- наружная труба; 3- калач

V - объемный расход теплоносителя, м/с;

f ₀ - сечение канала, по которому движется теплоноситель, м²;

w - скорость движения теплоносителя м/с;

n - число каналов теплообмена.

Теплообменники состоят из штампованных пластин, подвешенных к верхней штанге на съемных скобах между под­весной и неподвижной плитами, сжимающими пластины в пакет. Штанги (верхняя и нижняя), закрепленные в непод­вижной плите, опираются на съемную стойку. Теплопередающие пластины разборных теплообменников по контуру вставлены в пазы, в которых закреплены уплотнительные прокладки. При сжатии пластин прокладки деформируются и создают герметичную систему каналов, по которым движется теплоноситель и рабочая среда. Параметры: поверхность теплообмена, пластины, м², 0,2; 0,3; 0,5; условное давление, МПа, 1,7; 1,0;0,6.

4.«Труба в трубе» - изготавливают из цельнокатаных труб сварной конструкции, а также с сальниками на одном или обоих концах трубы, с целью удобства чистки.

1. с осуд;

2. стакан;

3- змеевик из трубы

Подразделяются на аппараты жесткой конструкции (тип ТТ), с сальниками на одном или обоих концах труб (тип ТТ-с) и с оребренными внутренними трубами (тип ТТР). Тип ТТ применяют для нагрева и охлаждения жидкостей при давлении теплоносителя до 2,5 МПа, и температурой теплоносителя, пропускаемого по внутренним трубам до +450°С.

Тип ТТР для нагрева или охлаждения газообразных сред, поступающих в межтрубное пространство. Параметры: наружный d теплообменной трубы, мм 25; 38; 48; 57; наружный d кожуховых труб, мм - 57; 76; 89; 108, длина кожуховых труб, м 1,5; 3,0; 6,0; 4,5; поверхность теплообменника, м 0,5 – 5,0; проходные сечения, м ∙10⁴ внутри теплообменных труб 2,5-35,0; наружных теплообменных труб 6,0-100,0; условное давление МПа - внутри теплообменных труб 6,4; 10,0; 16; снаружи теплообменных труб 1,6; 4,0; 6,4.

5.Змесвиковые применяют в виде элементов реакционной аппаратуры, подогревателей. Змеевики изготавливают из труб черных и цветных металлов, они могут работать под значительным давлением. Параметры: поверхность теплообмена F, м 1; 2; 3,5; 7; диаметр и толщина стенки трубы d_н ∙ δ, мм 32∙2,5; 44∙2,5; длина трубы L, м 11,4; 22,4; диаметр витка змеевика D, мм 350; 500; 600; шаг витков l, мм 50,65; количество витков 10;14;17; диа­метр сосуда D, мм-450; 600; высота сосуда Н, мм 705.905; масса змеевика, кг- 20,7; 40,7.

№26