Студопедия

КАТЕГОРИИ:



Мы поможем в написании ваших работ!

Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Мы поможем в написании ваших работ!

Конструкции аппаратов поверхностного типа


Конструкции современных рекуперативных теплообменных аппаратов поверхностного типа непрерывного действия весьма разнообразны. Рассмотрим только наиболее характерные из них.

Кожухотрубчатые теплообменники.Кожухотрубчатые теплообменники (рис.2-1) представляют собой аппараты, выполненные из пучков труб, собранных при помощи трубных решеток, и ограниченные кожухами и крышками со штуцерами. Трубное и межтрубное пространства в аппарате разобщены, а каждое из этих пространств может быть разделено при помощи перегородок на несколько ходов. Перегородки устанавливаются с целью увеличения скорости, а следовательно, и коэффициента теплообмена теплоносителей. Теплообменники этого типа предназначаются для теплообмена: между двумя однородными или различными жидкостями, между паром и жидкостями или между жидкостями и газами. Они применяются тогда, когда требуется большая поверхность теплообмена.

 

Рис.2-1. Типы кожухотрубчатых теплообменников.

а – с жестким креплением трубных решеток; б – с обсаженными трубками;

в – с линзовым компенсатором на корпусе; г – с U-образными трубками;

д – с подвижной решеткой закрытого типа; е – с подвижной решеткой

открытого типа; ж – с сальником на штуцере;
з – с сальниковым уплотнением на корпусе.

 

Трубки теплообменников изготовляются прямыми (за исключением теплообменников с U-образными трубками - рис.2-1,г); поэтому они легко доступны для очистки и замены в случае течи. Типовые конструкции кожухотрубчатых теплообменников разработаны НИИХИММАШ.

В большинстве случаев пар (греющий теплоноситель) вводится в межтрубное пространство, а нагреваемая жидкость протекает по трубкам. Конденсат из межтрубного пространства выходит к конденсатоотводчику через штуцер, расположенный в нижней части кожуха. Для компенсации температурных удлинений, возникающих между кожухом и трубками, предусматривается возможность свободного удлинения труб за счет различного рода компенсаторов.

Особенность кожухотрубчатых теплообменников состоит в том, что проходное сечение межтрубного пространства велико по сравнению с проходным сечением трубок и может быть больше последнего в 2,5-3 раза. Поэтому при одинаковых расходах теплоносителей (если теплообмен происходит без изменения их агрегатного состояния) часто получаются пониженные скорости теплоносителя и малые значения коэффициентов теплообмена на стороне межтрубного пространства, что значительно снижает коэффициент теплопередачи в аппарате. Для выравнивания проходных сечений иногда применяют усадку концов трубок при закреплении в трубной решетке. Схема такого теплообменника показана на рис. 2-1,б.



Для уменьшения засорения золой дымовые газы пропускают внутри трубок, а воздух – через межтрубное пространство.

Кожухотрубчатые аппараты могут быть вертикальными и горизонтальными. Вертикальные аппараты имеют большее распространение, так как они занимают меньше места и более удобно располагаются в рабочем помещении. Для удобства монтажа и эксплуатации максимальную длину трубок для них следует брать не больше 5 м.

Во избежание резкого снижения коэффициента теплообмена от конденсирующегося пара к стенке в корпусе теплообменника должны быть предусмотрены краны для выпуска воздуха как из нижней части аппарата над поверхностью конденсата, так и из верхней его части.

Регулирование производительности парожидкостного теплообменника возможно путем изменения давления (дросселированием греющего пара), изменения расхода нагреваемого теплоносителя и изменения (повышения) уровня конденсата в аппарате, т.е. уменьшения активной поверхности теплообмена. В последнем случае для контроля уровня конденсата необходимо иметь на корпусе водоуказательное стекло.

Секционные теплообменники. Секционные трубчатые теплообменники (рис.2-2) при одинаковых расходах жидкостей имеют меньшую разницу в скоростях движения теплоносителей в трубах и межтрубном пространстве и повышенные коэффициенты теплопередачи по сравнению с обычными трубчатыми теплообменниками.

Для небольших производительностей целесообразно применение теплообменников типа «труба в трубе», относящихся также к секционным, но конструктивно упрощенным аппаратам: в наружную трубу вставлена труба меньшего диаметра; отсутствуют трубные решетки и фланцы; все элементы аппарата соединены сваркой.

Недостатки секционных теплообменников: во-первых, высокая стоимость единицы поверхности нагрева, так как деление ее на секции вызывает увеличение количества наиболее дорогих элементов аппарата – трубных решеток, фланцевых соединений, переходных камер, компенсаторов и т.д.; во-вторых, большая длина пути жидкости по сравнению с одноходовой трубчатой и соответственно последовательное включение нескольких секций создают значительные гидравлические сопротивления и вызывают увеличение расхода электроэнергии на работу насоса.

Достоинством любых трубчатых теплообменников является их герметичность, т.е. возможность работать без смешения одного теплоносителя с другим при любых давлениях.

 


Рис.2-2. Секционные теплообменники.

а – водоводяной подогреватель теплосети Мосэнерго; б – теплообменник «труба в трубе»;

1 – линзовый компенсатор; 2 – соединительные патрубки; 3 – калач; 4 – трубки;

5 – разборная на резьбе трубная решетка.

 

Спиральные теплообменники.Устройство спирального теплообменника показано на рис.2-3. Два листа толщиной 3-7 мм (в зависимости от рабочего давления в аппарате) свертывают на специальном станке в спирали, причем при помощи приваренных бобышек между ними сохраняется одинаковое по всей спирали расстояние от 5 до 15 мм. Таким образом, получаются два канала и каждый из них имеет полуцилиндрическую часть в центре аппарата и спиральную, заканчивающуюся коробкой снаружи. Каждый центральный полуцилиндр и каждая коробка имеют штуцер для входа или выхода теплоносителя. Спирали изготовляют так, что торцы листов лежат строго в одной плоскости. Затем их помещают между дисками, являющимися крышками аппарата, и стягивают болтами. Для лучшей герметизации и устранения перетекания теплоносителей между крышками и листами по всему сечению теплообменника помещают прокладку из резины, паронита, асбеста или мягкого металла. Такая конструкция обеспечивает возможность чистки поверхностей нагрева и работу без перетекания теплоносителей при давлениях до 4 ат. Для повышенных давлений и больших производительностей применяют спиральные теплообменники с усложненной, но более надежной конструкцией уплотнения торцов спиралей. Спиральные теплообменники бывают горизонтального и вертикального типов; их устанавливают часто блоками по два, четыре и восемь аппаратов.



Рис.2-3. Спиральный теплообменник.

1 – разделяющая перегородка; 2 – дистанционные штифты; 3 – прокладки.

 

Достоинствами спиральных теплообменников по сравнению с многоходовыми трубчатыми теплообменниками являются повышенная компактность (большая поверхность теплообмена в единице объема) при одинаковых коэффициентах теплопередачи и меньшее гидравлическое сопротивление для прохода теплоносителей; недостатками их являются сложность изготовления и меньшая плотность.

Пластинчатые теплообменники. Такие теплообменники бывают различных конструкций; их применяют обычно для теплоносителей, величины коэффициентов теплообмена которых одинаковы.

 

Рис.2-4. Пластинчатый воздухоподогреватель конструкции НЗЛ.

а – элемент пакета; б – модель воздухоподогревателя.

 

Компактные разборные пластинчатые теплообменники (рис.2-4), изготовленные из штампованных металлических листов с внешними выступами, расположенными в коридорном или шахматном порядке, могут применяться для теплообмена не только между газами, но и между жидкостями и работать при давлениях до 16 ат и температурах до 150оС для разборных аппаратов (между пластинами которых укладываются уплотнительные прокладки) и давлениях до 20 ат и температурах до 400оС для неразборных аппаратов (уплотнение пластин в которых достигается сваркой). Благодаря незначительному расстоянию между пластинами (6-8 мм) такие теплообменники имеют высокую компактность: удельную поверхность нагрева F/V = 200¸300 м23. Поэтому новые конструкции пластинчатых теплообменников в ряде случаев вытесняют трубчатые и спиральные теплообменники.

Аппараты с ребристыми поверхностями нагрева.Теплообменники с ребристыми поверхностями нагрева применяются в тех случаях, когда теплообмен происходит между теплоносителями, из которых один имеет большой, а другой, наоборот, очень малый коэффициент теплообмена. Увеличивая поверхность теплообмена путем оребрения ее со стороны теплоносителя с малым коэффициентом теплообмена, тем самым увеличивают количество передаваемого тепла и со стороны неоребренной поверхности. В ребристых теплообменниках жидкость или конденсирующийся пар проходит внутри трубок, а воздух или дымовые газы, имеющие меньший коэффициент теплообмена, - по внешней ребристой поверхности.

Ребристые теплообменники изготовляются самых разнообразных конструкций. На рис.2-5 показаны основные типы ребристых теплообменников. Чугунные ребристые трубки по сравнению со стальными или латунными более громоздки и имеют больший вес, но менее чувствительны к коррозии.

Ребристые стальные и латунные трубки в небольших количествах изготовляются напрессовкой на них прямоугольных пластин или круглых шайб. Для получения надежного контакта между трубкой и ребрами и предохранения их от коррозии ребристые трубки оцинковывают или лудят. При больших масштабах производства изготовление ребристых трубок и теплообменников механизировано и автоматизировано. Автоматы навивают на трубки спирали из ленты (рис.2-5,в), образующие ребристые поверхности, или осуществляют проволочное биспиральное оребрение (рис.2-5,ж). Припайка спиралей к трубке припоем производится электротермически. Качество контакта между трубкой и ребром оказывает большое влияние на коэффициент теплопередачи. Поэтому на него следует обращать особое внимание при изготовлении ребристых трубок.

 

 

Рис. 2-5. Типы ребристых теплообменников.

а – пластинчатый; б – чугунная трубка с круглыми ребрами; в – трубка со спиральным оребрением; г – чугунная трубка с внутренним оребрением;

д – плавниковое оребрение трубок; е – чугунная трубка с двусторонним игольчатым оребрением; ж – проволочное (биспиральное) оребрение трубок; з – продольное оребрение трубок; и – многоребристая трубка.

 

В настоящее время разработана технология изготовления монолитных ребристых трубок путем холодной прокатки гладких толстостенных труб (рис.2-6).

 

Рис.2-6. Изготовление ребристых трубок путем холодной прокатки.

 

В различных отраслях промышленности, особенно в авиационной, находят широкое применение различные конструкции компактных ребристых теплообменников (рис.2-7). Они разработаны на давление до 16 ат и температуру до 400оС. Аналогично компактным гофрированным пластинчатым теплообменникам большая поверхность на единицу объема в этих аппаратах достигается за счет применения тонких ребер, припаянных, приваренных контактной электросваркой или прикрепленных другим способом и обладающих хорошим термическим контактом с основной поверхностью.

Сотовые теплообменники, выполненные из профильного листа, могут применяться до 64 ат и 600оС. Пластинчаторебристые теплообменники очень компактны, но они сложны в изготовлении и неудобны в эксплуатации вследствие быстрого загрязнения поверхности теплообмена.

 
 

Рис.2-7. Компактные теплообменники.

а – с плоскими непрерывными ребрами; б – со сплюснутыми оребренными трубками.

 

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Теплообменные аппараты | Аппараты со смешиванием теплоносителей

Дата добавления: 2014-01-04; Просмотров: 1709; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:


Рекомендуемые страницы:

Читайте также:

  1. Альтернативные конструкции автомобилей
  2. Буржуазные конструкции хозяйственного права первой половины XIX века.
  3. Возможности аппаратов колонного типа по выбору и оптимизации режимов ферментации.
  4. Вопрос №53. Грунтовые фрезы, пример конструкции.
  5. Вопрос№26. Конструкции плужных снегоочистителей
  6. Вычисление объема тела с помощью поверхностного интеграла
  7. Гидравлический расчет теплообменных аппаратов
  8. Для хрупких тел метод нулевой ползучести неприменим. (Обоснуйте, почему.) Какой метод используют для определения поверхностного натяжения хрупких тел?
  9. Европейский банк реконструкции и развития
  10. Значение юридической конструкции юридического лица. Понятие и признаки юридического лица
  11. Изобразите графически описанные выше зависимости поверхностного натяжения раствора от концентрации растворенного вещества.
  12. Какое уравнение описывает зависимость поверхностного натяжения водных растворов ПАВ от их концентрации?

studopedia.su - Студопедия (2013 - 2021) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление
Генерация страницы за: 0.006 сек.