Способы размещения труб в трубных решетках
А– по вершинам правильных шестиугольников;б - по вершинам квадрата, в-по концентрическим окружностям.
(1-корпус; 2-трубы; t -шаг труб; в-диаметр трубы)
Способы расположения диктуются наибольшей компактностью.
Длина труб определяется:
Различают одноходовые и многоходовые теплообменники.
В одноходовом – потоки параллельны ↑↑ или ↑↓.
Многоходовые – могут быть по трубному пространству и по межтрубному. В многоходовом по трубному пространству – пучок труб разделен на несколько ходов перегородками в днищах. Для чего увеличение ходов? – в многоходовом теплообмене увеличивается соответственно числу ходов скорость, а следовательно ( коэффициент теплоотдачи). Нужно увеличивать скорость того теплоносителя в первую очередь, у которого коэффициент теплоотдачи меньше.
Многоходовые кожухотрубчатые теплообменники (по трубному пространству), жесткая конструкция.
А-двухходовой; б- четырехходовой
Крышки; 2-перегородки в крышках; I и II -теплоносители.
В межтрубном пространстве также устанавливаются сегментные перегородки.
Многоходовой кожухотрубчатый теплообменник
(по межтрубному пространству):
Кожух; 2-перегородки; I и II - теплоносители
Мы рассмотрели жесткие конструкции кожухотрубчатых теплообменников, которые используются, если разность температур кожуха и труб не превышает 25-30˚С. При больших Δt возникают температурные напряжения, которые могут привести к разрушению теплообменника. Поэтому при Δ t >30˚С применяются теплообменники с различными компенсаторами. Например, используется теплообменник с «плавающей головкой», в котором одна из трубных решеток не соединена с кожухом и свободно перемещается. Используют также теплообменники с линзовым компенсатором на кожухе, теплообменник с U- образными трубами и другие.
|
|
Кожухотрубчатые теплообменники с компенсацией неодинаковости температурных удлинений труб и кожуха:
а-теплообменник с линзовым компенсатором (полужесткая конструкция); б-аппарат с плавающей головкой;
В-аппарат с U -образными трубами;
1-кожухи; 2-трубы; 3-линзовый компенса тор; 4-плавающая головка; I и II - теплоносители
Очень важным является скорость движения теплоносителя. При увеличении скорости возрастает интенсивность теплообмена, но и увеличивается гидравлическое сопротивление. Оптимальный режим работы соответствует развитому турбулентному режиму (т.е. скорость ≈ 0,1-2 м/с для жидкости).
Двухтрубные теплообменники ( типа «труба в трубе»). Эти теплообменники представляют собой батарею из элементов, каждый из которых состоит из внешней и внутренней трубы (рис.).
|
|
Теплообмен осуществляется через стенку внутренней трубы. В данном виде теплообменника достигается высокая скорость теплоносителей и высокая интенсивность теплообмена. Но они громоздки и металлоемки.
Змеевиковые теплообменники - в них теплообменный элемент –змеевик, - это труба, согнутая каким-либо образом помещается в жидкость, другая жидкость движется внутри трубки. Недостаток: имеет большое гидравлическое сопротивление, трудность очистки.
Спиральные теплообменники - компактны, но сложны в изготовлении.
Оросительные теплообменники - просты, но громоздки, α невысоки.
Пластинчатые – поверхность образуется гофрированными параллельными пластинами.
Оребренные теплообменники - применение оребрения позволяет увеличить тепловые нагрузки аппарата.
Для повышения скорости движения в межтрубном пространстве аппарата без применения сегментных перегородок, которые затрудняют очистку аппарата, используют элементные теплообменники. Каждый элемент – это простейший кожухотрубчатый теплообменник. Элементные теплообменники допускают значительный избыток давления в межтрубном пространстве. Но громоздки и дороги.
|
|
Выбирая теплообменник, нужно учитывать ряд требований (тепловую нагрузку аппарата, температуры, давление, агрегатное состояние теплоносителей, физико-химические свойства теплоносителей, агрессивность, возможность загрязнения и т.д.), а также простоту, компактность, металлоемкость и другие технико-экономические показатели. Обычно ни одна из конструкций не в состоянии удовлетворить всем требованиям.
В одноходовых теплообменниках – можно получать достаточно высокие скорости в трубах только при высоких объемных расходах среды. Поэтому эти аппараты используются, когда интенсивность теплообмена определяется величиной коэффициента теплоотдачи α в межтрубном пространстве.
Многоходовые теплообменники применяются главным образом в качестве нагревателей жидкости ( от пара) и конденсаторов, поскольку здесь смешанный ток не приводит к уменьшению Δ t ср по сравнению с противотоком.
Дата добавления: 2019-02-12; просмотров: 1066; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!