Кожухотрубчатые теплообменники.

 

Кожухотрубчатые теплообменники с компенсирующими устройствами:

а - теплообменник с линзовым компенсатором (полужесткая конструкция);

б - аппарат с плавающей головкой;

в - аппарат с U-образными трубами;

1 - кожухи; 2 - трубы; 3 - линзовый компенсатор; 4 - плавающая головка;

I и II – теплоносители

 

Схемы многоходовых (по трубному пространству) кожухотрубчатых

теплообменников:

а - двухходовый теплообменник; б - четырехходовый теплообменник;

1 - крышки; 2 - перегородки в крышках; I и II – теплоносители

 

Схема многоходового (по межтрубному пространству) кожухотрубчатого

теплообменника:

1 - кожух; 2 - перегородки; I и II – теплоносители

 

 

Кожухотрубчатый теплообменник жесткой конструкции (а) и способы

размещения труб в трубных решетках (б—г):

б - по вершинам правильных шестиугольников;

в - по вершинам квадратов;

г — по концентрическим окружностям

(t — шаг труб; d — диаметр трубы);

1 — кожух; 2 — трубные решетка 3 - трубы; 4 - крышка;

5 - днище; I и II - теплоносители

 

 

Залить припоем

 

Способы крепления труб в трубной решетке:

а, б — развальцовка; в — пайка; г,д— сварка; е – склейка

 

 

Компенсаторы:

а) линзовый компенсатор

б) компенсатор из плоских листов

в) компенсатор из изогнутых трубок

г) компенсация за счет утолщения части корпуса

 

 

 

 

Основные схемы движения потоков при теплообмене:

а) – прямоток; б) – противоток; в) – перекрестный ток;

г) – два хода в трубном пространстве и один ход в межтрубном пространстве;

д) – четыре хода в трубном пространстве и два хода в межтрубном пространстве;

е) – четыре хода в трубном пространстве и один ход в межтрубном пространстве.

 

Таблица 1

Среднее значение тепловой проводимости загрязнений стенок

 

Теплоносители	Тепловая проводимость загрязнений стенок (1/ rзагр)1,163-1 Вт/(м2 К)
Вода загрязненная	1200-1600*
Вода среднего качества	1600-2500*
Вода хорошего качества	2500-5000*
Вода очищенная	2500-5000*
Вода дистиллированная
Нефтепродукты чистые, масла, пары хладагентов
Нефтепродукты сырые
Органические жидкости, рассолы, жидкие хладагенты
Водяной пар (с содержанием масла)
Органические пары
Воздух
* Для воды меньшие значения тепловой проводимости загрязнений соответствуют более высоким температурам

 

 

Таблица 2

Ориентировочные значения коэффициентов теплоотдачи [в Вт/(м² К)]

 

Вид теплоотдачи	Вода	Воздух(Рабс≈1 атм)	Примечание
Вынужденное турбулентное течение а) в трубах и каналах	1200 - 5800	35 – 60	d=30 мм. Приведенные значения α соответствуют скоростям для воды от 0,2 до 1,5 м/с, для воздуха – 8-15м/с
б) при поперечном обтекании труб	3100 - 10000	70 - 100	Шахматный пучок;εφ=1
Свободное движение	250 - 900	3 - 9
Кипение воды	2000 - 24000		Давление атмосферное. Значения α соответствуют ∆t=5÷15 K
Конденсация насыщенного водяного пара на наружной поверхности горизонтальной трубы	9300 - 15000		Давление насыщенного пара (абс.) 4 ат.; d=30 мм. Значения α соответствуют ∆t=35÷5 K

 

Таблица 3

Ориентировочные значения коэффициентов теплопередачи [в Bт/(м²К)]

 

Вид теплообмена	Вынужденное движение	Свободное движение
От газа к газу (при невысоких давлениях)	10 – 40	4 – 12
От газа к жидкости (газовые холодильники)	10 – 60	6 – 20
От конденсирующего пара к газу (воздухоподогреватели)	10 – 60	6 – 12
От жидкости к жидкости (вода)	800 – 1700	140 – 340
От жидкости к жидкости (углеводороды, масла)	120 – 270	30 – 60
От конденсирующего пара к воде (конденсаторы, подогреватели)	800 – 3500	300 – 1200
От конденсирующего пара к органическим жидкостям (подогреватели)	120 – 340	60 – 170
От конденсирующего пара органических веществ к воде (конденсаторы)	300 – 800	230 – 460
От конденсирующего пара к кипящей жидкости (испарители)	-	300 – 2500