При выборе типа и конструкции теплообменника учитываются следующие факторы:
- назначение аппарата и протекающие в нем процессы;
- удельная теплопроизводительность аппарата (количество теплоты, передаваемой в единицу времени через единицу поверхности теплообмена при заданном тепловом режиме);
- гидравлическое сопротивление;
- химическая агрессивность теплоносителей к конструкционному материалу;
- степень загрязненности теплоносителей и характер отложений;
- термодинамические параметры (температура, давление, объемы и агрегатное состояние теплоносителей);
- физико-химические свойства;
- температурные напряжения, возникающие при различном тепловом удлинении различных частей теплообменника;
- конструктивное совершенство: простота устройства, малые масса и габаритные размеры, технологичность конструкции, высокий к.п.д.;
- себестоимость продукции.
Предварительный выбор типа теплообменника можно сделать, ориентируясь на данные, приведенные в табл. 1 и 2.
Таблица 1 – Ориентировочные условия работы теплообменных аппаратов
| Вид и тип
аппарата
| Условное давление, МПа
| Допустимая температура, оС
| Рабочая среда, теплоноситель
|
| в трубном пространстве
| в меж-трубном пространстве
| в трубном пространстве
| в межтрубном пространстве
|
| Кожухо-трубчатые
| ТН
| 0,6; 1,0; 1,6; 2,5; 4,0
| 0,6; 1,0; 1,6; 2,5; 4,0
| от –30
до +350
| Жидкость, газ, пар, загрязненные
Коррозионные, высокого давления и температуры
| Газы при низких давлениях, чистые
|
| | | | | | | |
Продолжение таблицы 1
|
| ТК
| 0,6; 1,0; 1,6; 2,5
| 0,6; 1,0; 1,6
|
|
| Жидкости, конденсирующиеся пары
|
| ТП
| 1,6; 2,5; 4,0; 6,4
| 1,6; 2,5; 4,0; 6,4
| от +30
до +450
| Загрязненные жидкости и газы
|
| ТУ
| 1,6; 2,5; 4,0; 6,4
| 1,6; 2,5; 4,0; 6,4
| от –30
до +350
| Чистые жидкости, кипящие жидкости
|
| Спиральный
| До 1,0
| от –20
до +200
| Чистые жидкости и конденсирующиеся пары
|
| Пластинчатый
| До 1,0
| от +20
до +140
| Жидкости с твердым осадком, растворы солей, щелочей, кислоты
|
| Воздушного охлаждения
| 0,6; 2,5; 6,4
| от –40
до +475
| Загрязненные жидкости, конденсирующиеся пары
| Атмосферный воздух
|
Таблица 2 – Сравнительная характеристика теплообменных аппаратов различных типов
| Тип
теплообменников
| Простота и легкость изготовления
| Возможность осуществления чистого противотока
| Достижение высоких скоростей
| Легкость очистки
| Доступность для осмотра и ремонта
| Поверхность нагрева на единицу объема, м2/м3
| Расход металла кг/м2
| Относительный расход металла на единицу передаваемой теплоты
|
| в трубах
| в межтрубном пространстве
| труб
| межтрубного пространства
|
| Кожухотрубные:
одноходовые
многоходовые
батарейные
| ´
–
´
| +
–
+
| –
+
+
| –
´
´
| +
+
+
| –
–
–
| ´
´
´
|
18-40
18-40
7-16
|
35-80
35-80
35-80
|
|
| Типа «труба в трубе»
| +
| +
| +
| +
| +
| –
| ´
| 4-15
|
| 1,5-4,5
|
| Погружные
| +
| –
| +
| –
| –
| +
| +
| 4-12
| 90-120
| 1,0-6,5
|
Продолжение таблицы 2
| Оросительные
| +
| –
| +
| не требуется
| –
| +
| +
| 3-6
| 45-60
| 0,45-2,0
|
| Спиральные
| –
| +
| +
| +
| ´
| ´
| –
| 34-72
| 30-50
| 0,2-0,9
|
| Пластинчатые:
с гладкими листами
штампованный
волнистый с ребрами
| ´
| +
| +
| +
| +
| +
| ´
|
10-60
300-600
600-1800
|
5-20
5-10
2-4
|
|
| Примечание. В таблице приняты обозначения: «+»–соответствие требованиям; «´» –частное соответствие требованиям; «–»–несоответствие требованиям.
|
Теплотехнический расчет теплообменных аппаратов проводится в последовательности, приведенной на рисунке 29.
z – число ходов; n – общее количество трубок; d – диаметр трубок;
l – длина трубок; D – диаметр кожуха; F
норм – поверхность нормализованного аппарата
Рисунок 29 – Схема расчета теплообменного аппарата
