Конструкции теплообменников

Основные конструкции теплообменников
Обобщенная классификация теплообменных аппаратов может быть проиллюстрирована на  рис.

































Рис.55. Классификация теплообменных аппаратов


·         В поверхностных аппаратах передача тепла от одной среды к другой осуществляется через разделяющую их твёрдую стенку.
·         В аппаратах смешения передача тепла от одной среды к другой осуществляется при их непосредственном соприкосновении.

Эффективность теплообмена выше в аппаратах смешения, а их металлоёмкость меньше, но передача тепла сопровождается нежелательным (как правило) смешением фаз.

Поверхностные аппараты

Теплообменники.
Это аппараты, в которых один поток нагревается за счет использования тепла другого потока, получаемого в том же технологическом процессе и нуждающегося в охлаждении.
Теплообменники позволяют сократить подвод из вне необходимого тепла или хладоагента. Поэтому в этот же раздел относят  котлы – утилизаторы и регенераторы холода.

Змеевиковые аппараты.

Подобные конструкции представляют собой трубный змеевик, проложенный по дну ёмкости или резервуара. Теплоносителем обычно служит водяной пар. В следствии возможности размещения в ёмкости или резервуаре лишь небольшой поверхности теплообмена, низкого коэффициента теплопередачи, громоздкости и, значит, опасности в пожарном отношении, такие аппараты применяют лишь для разогрева легкозастывающих нефтей и нефтепродуктов.
Спиральные аппараты.
Подобная конструкция (рис.56) состоит из двух листов, свёрнутых в спираль и образующих каналы, по которым движутся теплообменивающиеся среды. Достоинством аппаратов этой конструкции является компактность, лёгкость создания высоких скоростей движения теплообменивающихся сред и, как следствие, более высокое значение полного коэффициента теплопередачи. Гидравлическое сопротивление таких аппаратов относительно невелико. К недостаткам можно отнести сложность изготовления и трудность обеспечения герметичности соединений.
Рис.55. Схема спирального теплообменного аппарата
1,2 – листы, свёрнутые в спираль; 3 – перегородка; 4 – крышки; 5 – прокладка.

Схема спирального теплообменного аппарата

































Аппараты типа труба в трубе

























Жесткая конструкция представлена на рис. 56, а разборная на рис.57.
Рис.56. Схема теплообменного аппарата типа «труба в трубе» жесткого типа.

Рис.57. Схема разборного теплообменного аппарата типа «труба в трубе»





















В таких аппаратах теплообмен происходит между средами, двигающимися по трубкам и кольцевому пространству, которое образуется между трубами большого и малого диаметров. В таких аппаратах легко обеспечиваются высокие скорости движения, что позволяет достигать высоких коэффициентов теплопередачи. Также легко организуется противоток. 

Рабочие поверхности подобных теплообменников в меньшей степени подвержены загрязнению. В таких теплообменниках так же легко обеспечивается оребрение поверхности теплообмена, что позволяет в 4 – 5 раз увеличить поверхность контактирования фаз. Такое мероприятие оказывается особенно полезным в том случае, когда со стороны одной из сред трудно обеспечить высокий коэффициент теплоотдачи (движется газ, вязкая жидкость, поток имеет ламинарный характер и т.п.).
На рис.58. приведены варианты оребрения трубы.
Рис.58. Схема оребрения труб.


а) рёбра закреплены в канавках; б) корытообразные рёбра; в) оребрение накаткой.

Ищи здесь, есть все, ну или почти все

Архив блога