Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

12. Наружный диаметр спирали

13. Потери давления при движении жидкости (Барановский)

Пластинчато – ребристые теплообменники. (ПРТ)

Данные теплообменники нашли широкое распространение в химической промышленности в качестве теплообменников, конденсаторов, испарителей для чистых газов и жидкостей, в том числе высоковязких. Их применяют главным образом в крупных установках по разделению методом глубокого охлаждения воздуха, углеводородных газов, установок для снижения и ректификации водорода с целью получения дейтерия и тяжелой воды. Широкое распространение ПРТ получили благодаря своей компактности достигающей 2000 м² поверхности теплообмена на 1 м³ объема теплообменника. В ПРТ возможно одновременно в одном блоке проводить теплообмен между 4 и более теплоносителями, что достигается соответствующей конструкцией коллекторов. Дополнительным давлением для данных теплообменников является 1 – 1,5 МПа, температурный интервал зависит от вида материала теплообменника и для аустенитных сталей составляет от -150°С до +300°С. Существуют различные типы пластинчато-ребристых теплообменников в зависимости от направления движения сред они могут быть : прямоточными, противоточными и с перекрестным током.

Основой ПРТ является теплообменный элемент, представляющий собой две гладкие пластины с расположенным между ними гофрированным листом металла. Боковые поверхности закрыты уплотнителями. Поставленные один на другой, такие элемент образуют

пакет теплообменника, после сборки необходимого качества элемента в пакет при помощи специального приспособления производится пайка гофр к пластине в местах посадки. Таким образом, получается ребренная теплообменная поверхность, в которой теплоноситель разбивается на большое число потоков.

При конструировании ПРТ необходимо обеспечивать равномерное распределение потоков внутри блока и между блоками. Это достигается применением многоходовых коллекторов, т.е. образованием параллельных каналов при помощи установки в коллекторе перегородок. Наиболее широко применяемыми материалами для изготовления ПРТ является алюминий и его сплавы, сплавы меди, титан, сталь различных марок. Для изготавливаемых из алюминиевых сплавов ПРТ расстояние между гладкими пластинами, т.е. высота гофр, составляет от 3 – 15 мм. Для жидких и конденсирующихся паров высота обычно 3 – 7 мм, для газов 10 – 15 мм.

Гладкие пластины имеют толщину 0,7-1,5 мм., толщина ребра 0,1 – 0,4 мм реже до 0,8 мм. Максимальный объем пакета обычно не превышает 1 м³. Необходимая поверхность теплообмена компонуют путем последовательного или параллельного соединения отдельных пакетов. Сборка пакета теплообменника производится следующим образом:

Между пластинами устанавливают отшлифованные ребра, припой в виде фольги толщиной 0,05-0,15 мм. прокладывают между пластинами и ребрами, пакет заключают в специальный коллектор и помещают в печь для паки, пайка производится в защитной атмосфере. В ПРТ не возникает больших температурных напряжений.

При расчете коэффициента теплопередачи ПРТ, следует отнести величину теплопередачи к какой–либо стороне теплопередающей поверхности (холодной или горячей).

Fст – поверхность гладких разграничивающих пластин.

Fх, Fг – полная теплопередающая поверхность со стороны горячего и холодного теплоносителя.

ηг, ηх – эффективность со стороны холодного и горячего теплоносителя.

m- параметр ребра; α – коэффициент теплоотдачи.

- коэффициент теплопроводности и толщина стенки ребра.

L – эффективная длина ребра, явл-ся половиной расстояния между плоскими пластинами.

Коэффициент теплоотдачи обычно определяют для ПРТ через критерий Стантона, который является мерой отношения интенсивности теплоотдачи к удельному теплосодержанию потока.

Ламельные теплообменники.

Поиск эффективных путей совершенствования классических конструкций теплообменников (кожухотрубных) привел к созданию теплообменников с плоскими трубами, сваренными из листа ламельным теплообменником. Обычно плоские трубы изготавливают из пластин толщиной 1,5 – 2 мм. с внутренним гидравлическим радиусом 7 – 14 мм, длина труб 2 – 6 м, диаметр кожуха 100 - 1000 мм. Плоские трубы при одной и той же площади поперечного сечения имеют большую удельную поверхность на единицу длины по сравнению с круглыми трубами. Сравнительно малой площади сечения канала делают возможным применением одноходовых компоновок аппаратов этого типа. При этом гидравлические сопротивления таких аппаратов невелики, поскольку как в межтрубном, так и в трубном пространстве, среда движется без преимущественных поворо-

тов коэффициент теплоотдачи на 40 – 100% выше, чем у кожухотрубных теплообменников. Теплообменники данной конструкции применяются при давления 1 – 4,5 МПа и температурах свыше 150°С, т.е. там где разборные пластинчатые теплообменники не обладают достаточной надежностью.

Аппараты воздушного охлаждения (АВО).

Они изготавливаются с поверхностью теплопередачи 695 – 20400 м². Работают при давлении 0,6 – 16 МПа, длина труб 1,5 – 8 м – это теплообменники специального назначения. Наиболее часто используют теплообменники с поверхностью 105 – 7500 м² работающих при давлении 6,4 МПа. В АВО теплообмен осуществляется при обтекании воздухом секций собранных из оребренных труб. Воздух нагнетается или просасывается осевым вентилятором, обеспечивающим сравнительно большой расход, при малых гидравлических сопротивлениях.

АВО классифицируются по двум признакам: назначению и конструкции. По назначению АВО бывают: конденсаторы и холодильники для маловязких и вязких продуктов. В зависимости от конструкции (способа расположения теплопередающей поверхности), АВО делятся на следующие типы: горизонтальный, шатровый, зигзагообразный и вертикальный.

горизонтальный

У вертикального преимущества: меньше занимаемая площадь, но большая высота, более сложный при монтаже и эксплуатации.

шатровый

зигзагообразный

Конструкция оребренных труб.

1. ребра укреплены запрессовкой или сваркой в канавке, выполненной в стенки трубы. Такие трубы применяют при высоких температурах.

2. ребра гладкие, гофрированные, надрезанные навитые с натягом на несущую трубу или напрессованы на ней, после напрессовки ребер трубы подвергают горячему цинкованию или лужению.

3. ребра припаяны к трубам область применения ограничена температурой плавления припоя.

4. ребра изготовлены выдавливанием, как одно целое с несущей трубой.

Материал труб выбирают из условия коррозионной стойкости в среде теплоносителя.

Теплообменники из не металлических материалов.

В химической промышленности приходится подводить или отводить тепло в высокоагрессивных средах, в которых не могут работать даже высоко легированные стали, титан и т.д. Для передачи тепла в таких условиях используют теплообменники из неметаллических материалов:

1. углеграфитовые теплообменники.

Графит имеет низкие прочностные свойства, чувствителен к местным напряжениям, легко крошится, поэтому конструкции теплообменников должны иметь свои особенности. Существуют следующие конструкции углеграфитовых теплообменников:

1. прямоугольно–блочные

2. кожухо–блочные

3. кожухо–трубочные

4. пластинчатые

5. оросительные

Поверхность теплообменника 1 – 120 м², диапазон температур (-10°) – (+300°), рабочее давление 0,5МПа.

Вертикальный прямоугольно – блочный

углеграфитовый теплообменник.

Выполняется из прямоугольных блоков углеграфита марки МГ, размером 350х350х350 или 700х350х350. В блоке выполняется система взаимно перпендикулярных каналов.

Вертикальные каналы соединяются с помощью присоединительных блоков, штуцера ввода и вывода теплоносителей. Горизонтальные каналы с помощью боковых крышек

образуют многоходовое пространство. Крышки выполняются литыми или сварными, при необходимости они могут покрываться эмалью. Уплотнение блоков и крышек осуществляется с помощью прокладок и стяжных шпилек.

Кожухоблочные углеграфитовые теплообменники.

С целью повышения допускаемого рабочего давления, углеграфитовые блоки выполняются цилиндирической формы и помещаются в стальной кожух, воспринимающий на себя основную нагрузку возникающую из – за повышенного давления внутри аппарата. Цилиндрические блоки имеют системы вертикальных каналов, радиально–горизонтальное и центральное отверстия большого диаметра.

Чаще всего такие конструкции предполагают конденсацию в пространстве ограниченным кожухом и внешней поверхностью блоков, а так же горизонтальных каналов блоков. Конденсат отводится по кольцевому зазору и центральному каналу.

Теплообменные аппараты из фторопласта.

Это современный эффективный вид теплообменного оборудования. Фторопласт характеризуется высокой стойкостью, гидрофобностью и высокой диэлектрической проницаемостью. Этот материал стоек практически во всех коррозионно-активных средах, однако его устойчивость зависит от температуры, давления и концентрации среды. Теплообменник из фторопласта изготавливается с поверхностью теплообмена от 1 – 40 м². Давление в трубном пространстве при температуре 150°С до 0,25 МПа. При температуре 20°С до 1 МПа. В межтрубном пространстве 0,1 МПа при 150°С, до 0,6 МПа при 20°С. Удельная теплоемкость от 4,4 – 9 КВт/м².

Гидрофобность фторопластовой теплообменной поверхности способствует снижению отложения и облегчает их удаление, что обеспечивает практически постоянный коэффициент теплопередачи на протяжении всего периода эксплуатации. Электроизоляционные свойства фторопласта обеспечивают высокую работоспособность аппарата при проведении электрохимических процессах в жидких средах. Трубные пучки изготавливаются из трубок диаметром 3 и 5 мм с толщиной стенки соответствующей 0,4 и 0,6 мм. Благодаря малым толщинам стенки, несмотря на невысокую теплопроводность фторопласта, достигаются значительные величины коэффициента теплопередачи от 60 – 120 для емкостей без перемешивания, 170 – 400 для емкостей с перемешиванием.

Область применения теплообменников из фторопласта.

Погружной тип (1) кожухотрубный тип

Регенеративные теплообменные аппараты.

Характеристики

Список файлов реферата