Теплообменники

 

Классификация:

 

 

Теплообменные аппараты - теплообменники предназначены для проведения процессов теплообмена, т.е. для нагревания или охлаждения, а также для испарения или конденсации потоков рабочих сред. В аппаратах осуществляется теплообмен между двумя потоками, имеющими различную температуру; в результате один поток нагревается, а другой – охлаждается.

Подвод и отвод тепла обеспечивается подачей в аппарат теплоносителей – нагревающих или охлаждающих агентов (хладагентов).

Кожухотрубчатые теплообменники

 

Кожухотрубчатые теплообменники – это наиболее распространенная разновидность теплообменных аппаратов. Преимущество аппаратов данного типа, это: простота изготовления и эксплуатации; надежность и универсальность в работе; аппараты данного типа можно использовать в широком диапазоне температур и давлений, и при любом сочетании теплоносителей.

Стальные кожухотрубчатые аппараты выполняют пяти видов:

· Н – аппараты с неподвижными трубными решетками (наиболее распространены)

· К – теплообменники с компенсатором на кожухе

· У – аппарат с U-образными трубами

· П – теплообменник с плавающей головкой

· ПК – теплообменник с плавающей головкой и компенсатором на ней

 

Двухходовой теплообменник:

Рис. 2.1. Теплообменник с неподвижными трубными решетками: : 1,6 – крышки; 2– кожух; 3 – трубы; 4 – трубные решетки; В) эскиз: 1,6 – крышки; 2 – кожух; 3 – трубы; 4 – поперечные перегородки; 5 – трубные решетки; 7 – опоры; 8 – продольная перегородка для разделения ходов; 9 – распределительная камера; 10– стяжка

 

Преимущества теплообменников данного типа определяются простотой конструкции и сравнительно небольшой стоимостью.

Недостатки связаны сжесткостью конструкции; к ним можно отнести:

1) Невозможность очистки наружной поверхности труб и внутренней поверхности кожуха от загрязнений, поскольку трубные решетки жестко связаны с корпусом. Загрязнения и отложения на поверхности теплообмена, как известно, приводят к снижению коэффициента теплопередачи и эффективности процесса теплообмена в целом. В этой связи в межтрубное пространство рекомендуется направлять чистый и не дающий отложения теплоноситель.

2) Чувствительность к температурным напряжениям в кожухе и трубах аппарата. Для предотвращения возникновения температурных деформаций рекомендуется использовать теплообменники типа Н при разности температур сред не более 50°С и соблюдать порядок пуска.

Если разница температур теплообменных сред больше 50°С, то рекомендуется использовать теплообменники с компенсацией температурных напряжений. Здесь выделяют аппараты с частичной компенсацией (аппараты типа К и ПК) и аппараты с полной компенсацией температурных напряжений (теплообменники типа У, П).

 

Аппараты воздушного охлаждения (АВО)

Аппараты данного типа используют для конденсации или охлаждения. АВО имеют ряд преимуществ по сравнению с водяными холодильниками или конденсаторами. Поскольку в этих аппаратах для охлаждения используют воздух, отсутствуют затраты на подготовку и перекачку воды, снижается стоимость ремонтных работ, т.к. не требуется очистка поверхности труб со стороны воздуха.

АВО изготавливают в разных исполнениях в зависимости от расположения теплообменных секций:

· горизонтальные;

· вертикальные;

· с наклонным расположением теплообменных секций;

с зигзагообразным расположением теплообменных секций

Рис.2.24. Аппарат воздушного охлаждения (АВГ): 1- опора (рама), 2- теплообменная секция, 3 – диффузор, 4 – водяные форсунки, 5 – вентилятор, 6 – коллектор, 7-9 – двигатель с редуктором

 

 

Рис.2.25. Теплообменная секция АВО: 1- трубная решетка, 2- шпилька, 3- оребренная труба, 4- каркас, 5- дистанционные вставки, 6- крышки