2 (1176234), страница 7
Текст из файла (страница 7)
К последним относятся оросительный, кожухотрубный с кипением в трубах, а такжезмеевиковый испаритель с верхней подачей жидкости.Испарители также разделяют на группы в зависимости от того, на какойповерхности происходит кипение холодильного агента: в межтрубном пространстве (кожухотрубные затопленные и оросительные) или внутри труб и каналов (кожухотрубные с кипением в трубах, вертикально-трубные). Последнееразделение методически важно с точки зрения выбора модели для расчета теплоотдачи кипящей жидкости.По характеру движения холодильного агента могут быть испарители с естественной и вынужденной циркуляцией. Все известные нам испарители, какправило, относятся к первой из указанных групп.
В оросительных и кожухотрубных испарителях с кипением внутри труб для подачи агента может бытьприменена и насосная система.5.2.Кожухотрубне испарители затопленного типаКожухотрубными испарителями затопленного типа называют испарители укоторых межтрубное пространство заполнено хладагентом. Кожухотрубныеиспарители обладают некоторыми преимуществами по сравнению с аппаратамидругих типов и, в частности, вертикально-трубными и панельными. К ним относятся: закрытая система циркуляции хладоносителя, обеспечивающая меньшую его аэрацию и вследствие этого меньшую коррозию оборудования, большая компактность, относительно высокая тепловая эффективность и др. Серьезным недостатком кожухотрубных испарителей является опасность замерзания в трубках хладоносителя при прекращении его циркуляции.Теплообменная поверхность кожухотрубного испарителя организована точно также как у горизонтального кожухотрубного конденсатора.Для удобства выполнения ревизии и очистки внутренней поверхности труббез демонтажа рассольных линий иногда выполняют кожухотрубные испарите-41ли с рассольными камерами, имеющими съемные крышки.
Рассольные камерырасположены с одной или двух сторон аппарата (в зависимости от числа ходов).В отечественных испарителях принято четное число ходов, что обеспечиваетрасположение рассольных патрубков на одной стороне аппарата. Число ходовпо хладоносителю обычно лежит в пределах от 4 до 12 и выбирается таким,чтобы обеспечить достаточно высокую скорость рассола. Хладоноситель обычно подводится к нижнему штуцеру и отводится от верхнего.Парожидкостная смесь от регулирующего вентиля подводится в испарительснизу в межтрубное пространство. Для аппаратов с большой поверхностьюподвод парожидкостной смеси осуществляется от общего коллектора в нескольких точках по длине испарителя.
В верхней части испарителя предусмотрено свободное от труб пространство, которое служит сухопарником. В крупных аппаратах для обеспечения равномерного омывания потоком поверхностиотвод пара производится с помощью нескольких патрубков, объединенных общим коллектором. Важным конструктивным параметром кожухотрубных испарителей является отношение длины кожуха аппарата к его диаметру L/DK. Увеличение отношения LIDK снижает вес аппарата из-за.
меньшей относительнойвеличины веса крышек и фланцев, позволяет уменьшить число ходов при одинаковых подогревах хладоносителя, уменьшает сопротивление проходу хладоносителя и упрощает конструкцию аппарата.Аммиачные испарители. Кожух испарителя изготовлен либо из стальныхэлектросварных труб, либо свальцован и сварен из листовой стали.
Крышки аппарата чугунные литые. Величина отношения L/DK кожуха в аппаратах отечественных и передовых зарубежных фирм примерно одинакова и составляет 5-8.Трубные решетки являются одной из наиболее ответственных деталей кожухотрубного аппарата. Они изготовлены из стали, толщина их рассчитывается изусловий прочности. Крепление труб в решетке осуществляется, как правило, засчет развальцовки концов труб. В местах примыкания перегородок крышек ктрубной решетке осуществляют цековку заподлицо выступающих торцов развальцованных труб (при развальцовке труб с выступанием наружную плоскостьрешеток на 1-2 мм). Минимальное расстояние между крайними трубами пучкаи внутренней поверхностью обечайки составляет 15—20 мм.Поступающее в испаритель масло периодически удаляется через маслоотстойник, расположенный в нижней части аппарата.
Автоматическое питаниеаммиачных кожухотрубных испарителей осуществляется, как правило, с помощью поплавковых регулирующих вентилей типа ПРВ низкого или высокогодавления либо с помощью реле уровня ПРУ-4. Статический уровень жидкогоаммиака в испарителе должен поддерживаться по верхней образующей первогосверху ряда труб. При автоматическом питании испарителя с помощью терморегулирующих вентилей перегрев пара на выходе из аппарата должен составлять не более 1,5°С, при этом обеспечивается достаточное заполнение испарителя при плотностях теплового потока и сухой ход компрессора.42Рис.
5.1. Аммиачный кожухотрубный испаритель затопленный:1 — манометр; 2 - трубы; 3- трубная решетка; 4 — выпуск воздуха; 5 и 6 — штуцера для входа ивыхода рассола; 7 — слив рассола; 8,13 — крышки; 9 — корпус; 10 — вход жидкого аммиака; // — спускмасла; 12 — отстойник; 14 — сухопарник.Фреоновые испарители. При малых перепадах температур, с которымиобычно работают испарители холодильных машин, коэффициенты теплоотдачикипящих фреонов оказываются, как правило, ниже коэффициентов теплоотдачина стороне хладоносителя. В этом случае термическое сопротивление на стороне кипящего фреона снижают за счет оребрения теплопередающей поверхности. В отечественных фреоновых кожухотрубных испарителях используютсямедные трубы с накатными наружными ребрами.
В аппаратах зарубежныхфирм применяются трубы меньшего наружного диаметра и с меньшей толщиной стенки; трубы имеют ребра с малой высотой (1,45 и 1,60 мм) и малым шагом. Последнее позволяет расположить большее число ребер на единицу длиныи обеспечить при этом коэффициент оребрения 3,5—3,8.Как показали исследования, для интенсификации процесса кипения целесообразно применять трубы с расстоянием между ребрами 0,6—0,8 мм и с высотой ребра 1—2 мм.
Перспективным представляется применение стальных трубс накатными ребрами. Для фреона-22 в условиях кондиционирования воздухаможет оказаться целесообразным применение гладких стальных труб.Трубы в пучке расположены по вершинам равностороннего треугольника, перемычки между трубами в испарителях средней производительности составляют5 мм. В аппаратах зарубежных фирм иногда при малых диаметрах труб приме-43няют более плотные трубные пучки с перемычками 4-4,7 мм. Концы труб развальцованы в трубных решетках.В испарителях, используемых при температурах кипения выше -40° С, основные детали (обечайка, крышка, фланцы) изготовлены из стали марки Ст.З,трубные решетки — из Ст.4.
В испарителях ИТР-35Н и ИТРН-80, используемых в двухступенчатых холодильных установках с температурами кипения до 80° С, указанные выше детали аппарата изготовлены из стали марки Х18Н9Т.Минимальное расстояние между крайними трубами пучка и внутренней поверхностью обечайки составляет 8 мм.Аппараты большинства зарубежных фирм выполнены с большим отношением L/DK, чем это принято в отечественных аппаратах.Из-за более высокой стоимости медных накатных труб по сравнению состальными гладкими при проектировании фреоновых испарителей целесообразно выбирать большие перепады температур (θ = 6-8° С), чем в аммиачных.Уровень заполнения межтрубного пространства жидкостью во фреоновыхиспарителях ниже, чем в аммиачных, так как при кипении фреона происходитвспенивание жидкости из-за наличия в ней растворенного масла. Величина оптимального уровня зависит от тепловой нагрузки или средней разности температур в аппарате (при θ = 7°С высота уровня равна -0,6 диаметра кожуха).Испаритель-конденсатор.
Испаритель-конденсатор является элементом каскадных холодильных машин, связывающим между собой верхнюю и нижнюю ветви каскада. Для верхней ветви каскада он служит испарителем, для нижней — конденсатором.При разности температур в аппарате 8 °С плотность теплового потокадоходит до qF = 1600 Вт/м2.5.3. Кожухотрубные испарители с кипением холодильного агентавнутри труб.В испарителях этого типа, как следует из их названия, холодильный агенткипит внутри труб, хладоноситель движется в межтрубном пространстве. Засчет установленных в кожухе перегородок обеспечивается относительно высокая скорость поперечного обтекания пучка труб хладоносителем.
Эти аппаратымогут иметь два конструктивных исполнения: 1) с U-образными трубами, закрепленными в одной трубной решетке, при этом исключается термическое напряжение в трубах рис. 5.2; 2) с прямыми трубами, закрепленными с обеих сторон в трубных решетках; 3) вертикально трубные и панельные испарители рис.5.3.Трубы могут быть гладкими и с оребренными (снаружи и изнутри). В отечественной литературе испарители первого типа принято называть кожухозмеевиковыми, что не соответствует действительной конструкции аппаратов. Выходящий из испарителя пар находится в состоянии сухого насыщения или дажеслегка перегрет, поэтому в иностранной литературе этот тип аппарата иногда44называют испарителем сухого действия, с полным испарением холодильногоагента.Испарители с кипением агента внутри труб совмещают положительные черты испарителей как кожухотрубных затопленных (закрытая система циркуляции хладоносителя), так и вертикально-трубных (отсутствие хладоносителя втрубах). Последнее обстоятельство обеспечивает возможность использованияиспарителей для получения низких конечных температур хладоносителя, неРис.5.2 Кожухотрубный испаритель с кипением рабочего вещества внутри Uобразных труб:1,2 - вход и выход холодильного агента; 3 – крышка; 4,9 – вход и выход рассола; 5 – трубы; 6 – перегородки; 7 –вентиль для продувки; 8 – кожух; 10 – слив рассола.опасаясь его замерзания и возможного разрыва трубок.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
