1   2
Ім'я файлу: 123.docx
Розширення: docx
Розмір: 1017кб.
Дата: 30.05.2020
скачати
Пов'язані файли:
Лекція. Використання змінного магнітного поля в медицині.pdf
Сузір`я Оріона.doc
60175.doc
11.docx
Локальні комп`ютерні мережі.doc
урок мистецтво.docx
d0b7d0b0d0b2d0b4d0b0d0bdd0bdd18f-d196-d0b5d182d0b0d0bfd183-d0b2d




Міністерство освіти і науки України

Східноукраїнський національний університет ім. Володимира Даля

Сєвєродонецький хіміко-механічний технікум


Пояснювальна записка до курсового проекту

Проект розрахунку кожухотрубного теплообмінника безперервної дії
Керівник проекту

Корольова О.В.

Розробив студент

Шелестова І.О.

Зміст
Вступ

1. Технологічна частина

1.1 Теоретичні основи процесу

1.2 Фізичні основи процесу, опис технологічної схеми, устаткування

1.3 Техніко-економічне обґрунтування і опис переваг конструкції проектованого апарату

1.4 Техніка безпеки при обслуговуванні устаткування

2. Розрахункова частина

2.1 Матеріальний баланс

2.2 Конструктивний розрахунок

2.3 Розрахунок та вибір діаметрів штуцерів

2.4 Гідравлічний розрахунок

Список літератури
Вступ
Теплообмінні апарати призначені для проведення процесів теплообміну при необхідності нагрівання або охолоджування технологічного середовища з метою його обробки або утилізації теплоти.

Теплообмінна апаратура складає вельми значну частину технологічного устаткування в хімічній і суміжних галузях промисловості. Питома вага на підприємствах хімічної промисловості теплообмінного устаткування складає в середньому 15—18%, в нафтохімічній і нафтопереробній промисловостях 50 %. Значний об'єм теплообмінного устаткування на хімічних підприємствах пояснюється тим, що майже всі основні процеси хімічної технології (випаровування, ректифікація, сушка і ін.) пов'язані з необхідністю підведення або відведення теплоти.

В загальному випуску теплообмінних апаратів для хімічної і суміжних галузей промисловості в Україні близько 80 % займають кожухотрубні теплообмінники. Ці теплообмінники достатньо прості у виготовленні і надійні в експлуатації і в той же час достатньо універсальні, тобто можуть бути використаний для здійснення теплообміну між газами, парами, рідинами в будь-якому поєднанні теплоносіїв і в широкому діапазоні їх тиску і температур.

Розвиток наукових основ і техніки теплообміну пов'язаний з іменами багатьох вітчизняних і зарубіжних учених і інженерів.

Сучасний стан теорії і практики хімічної технології і промислової теплотехніки характеризується, з одного боку, вдосконаленням техніки і технології (інтенсифікація процесів, розробка оригінальних конструктивних і схемних рішень, зростання одиничних потужностей устаткування), а з другого боку — все більш широким використовуванням нової методології рішення наукових і практичних завдань. Ці тенденції характерні і для сучасного стану техніки теплообміну.

Мета курсової роботи по предмету «Процеси і апарати хімічних виробництв»:

- ознайомитися з теоретичними основами процесу теплообміну;

- ознайомитися з технологією теплообміну кожухотрубного теплообмінника;

- ознайомитися з технікою безпеки на хімічних виробництвах;

- провести розрахунок кожухотрубного теплообмінника і порівняти з аналогічними, які виробляє промисловість [1-4].

1. Технологічна частина
1.1 Теоретичні основи процесу
Теплообміном називається процес перенесення теплоти, що відбувається між тілами, що мають різну температуру. При цьому теплота, переходить мимовільно від більш нагрітого до менш нагрітого тіла. В результаті передачі теплоти відбуваються: нагрівання — охолоджування, паротворення — конденсация, плавлення — кристалізація. Теплообмін має важливе значення для проведення процесів випаровування, сушки, перегонки і ін..

Тіла, які беруть участь в теплообміні називаються теплоносіями.

Теплообмінні процеси можуть відбуватися тільки за наявності різниці температур між теплоносіями, тобто різниця температур — рушійна сила теплообміну.

Розрізняють стаціонарні і нестаціонарні теплообмінні процеси. В періодично діючих апаратах при нагріванні або охолоджуванні, де температури міняються в часі, здійснюються нестаціонарні процеси.

В непреривнодіючих апаратах, де температури в різних точках апарату не змінюються в часі, протікають стаціонарні процеси.

Теплота від одного тіла до іншого може передаватися теплопровідністю, конвекцією і тепловим випромінюванням.

Теплопровідність — це процес передачі теплоти усередині тіла від одних частинок до інших унаслідок їх руху і взаємного зіткнення. Передача тільки за допомогою теплопровідності може відбуватися лише в твердих тілах.

Конвекція — це процес розповсюдження теплоти в результаті руху і переміщення частинок рідин або газів. Перенесення теплоти можливе в умовах природної конвекції, при якій рух частинок викликаний різницею густини в різних точках об'єму, унаслідок різниці температур в цих крапках, і примусової конвекції при переміщенні всієї маси газу або рідини.

Перенесення теплоти від поверхні твердого тіла до газоподібного або рідкого середовища називається конвективною тепловіддачею або просто тепловіддачей.

Процес передачі теплоти від гарячої рідини (газу), до холодної через стінку називається теплопередачей.

При теплообміні теплота, що віддається більш нагрітим теплоносієм (Q1), затрачується на нагрів більш холодного теплоносія (Q2). Нехтуючи втратами теплоти, рівняння теплового балансу можна записати у вигляді:
Q = Q1 = Q2 (1.1)
де Q — теплове навантаження апарату, Вт.

Якщо теплообмін здійснюється при зміні агрегатного стану теплоносія (конденсація пари, випаровування рідини і ін.), то в тепловому балансі повинні бути враховані теплові ефекти, супроводжуючі процес.

Сукупність значень температур у всіх точках тіла називається його температурним полем. Температурні поля стаціонарні і нестаціонарні. Стаціонарним (сталим) називається таке поле, в якому температура в кожній крапці не міняється в часі, якщо ж температура міняється, то поле буде нестаціонарним (несталим).

Якщо температура в двох сусідніх точках тіла рівні, то отже, ці крапки лежать на одній поверхні однакових температур, тобто на ізотермічній поверхні, і теплота не може розповсюдяться уздовж всієї ізотермічної поверхні.

Для переходу теплоти від однієї крапки до сусідньої необхідна наявність між їх температурами деякої різниці, причому теплота розповсюджується у бік пониження температури.

Для характеристики ступеня інтенсивності зміни температури в різних точках температурного поля користуються величиною, яка називається температурним градієнтом.

Тепловим потоком називається кількість теплоти (в Дж), передана в одиницю часу (в с), і виражається в Дж/с, тобто у ватах (Вт).

В різних точках температурного поля тепловий потік може бути різним по величині і по напряму. В нестаціонарному температурному полі він міняється і в часі.

Величина теплового потоку залежить від температурних умов поля і від фізичних властивостей речовини.

Основним законом передачі теплоти теплопровідністю є закон Фурье. При дослідженні передачі теплоти в твердому тілі Фурье встановив, що кількість теплоти, що проходить через тіло, пропорційно падінню температури, часу і площі перетину, перпендикулярного напряму розповсюдження потоку теплоти.

Коефіцієнт теплопровідності показує кількість теплоти, що проходить унаслідок теплопровідності в одиницю часу через одиницю поверхні теплообміну при різниці температур між стінками на одиницю товщини стінки.

Конвективний теплообмін — це теплообмін між твердим тілом і рідиною (газом), що відбувається при їх зіткненні і одночасному перенесенні теплоти шляхом теплопровідності і конвекції. Такий випадок розповсюдження теплоти називається теплоотдачей. Конвективне перенесення теплоти пов'язано з рухом теплоносія. Рух середовища викликається різними причинами: вимушений рух виникає під дією якого-небудь збудника (насоса, вентилятора, мішалки), вільний рух — унаслідок різниці густини нагрітих і холодних частинок середовища, яке обумовлене наявністю різниці температур. В першому випадку це буде вимушена конвекція, в другому — природна конвекція.

У всіх випадках руху теплоносія біля твердої стінки утворюється тепловий прикордонний шар, термічний опір якого відрізняється від термічного опору теплоносія, що рухається.

Основним законом тепловіддачі є закон охолоджування Ньютона, згідно якому кількість теплоти Q, передана (або отримане) від теплообмінної поверхні до навколишнього середовища, прямо пропорційно поверхні теплообміну F, різниці температури поверхні tCt і температури навколишнього середовища t1 а також часу τ, протягом якого йде теплообмін.

Коефіцієнт тепловіддачі α визначає кількість теплоти (в Дж), яка передається від 1 м2 теплообмінної поверхні до рідини (або від рідини до 1м2 теплообмінної поверхні) протягом 1с при різниці температур між теплообмінною поверхнею і рідиною 1К.

Вимушена конвекція відбувається під дією якого-небудь зовнішнього джерела енергії.

При русі потоку теплоносія в теплообмінних апаратах спостерігається вплив поля температур на поле швидкостей.

Процес тепловіддачі при перебігу рідини в трубах є складнішим в порівнянні з процесом тепловіддачі при обмиванні поверхні необмеженим потоком. Рідина, що протікає оддалік поверхні, не випробовує впливу процесів, що відбуваються біля стінки. Перетин труб має кінцеві розміри. В результаті, починаючи з деякою відстанню від входу, рідина по всьому поперечному перетину труби випробовує дію сил в'язкості, відбувається зміна температур рідини як по перетину, так і по довжині каналу. Все це позначається на інтенсивності тепловіддачі.

Тепловіддача при подовжньому обмиванні пучка труб.

Типовим прикладом є пучок труб, змонтований в циліндровій сорочці без поперечних перегородок (кожухотрубний теплообмінник).

Швидкість протікання рідини визначається в даному випадку розміром прохідного перетину між трубами. Еквівалентний діаметр є діаметром перетину, обмеженого чотирма сусідніми трубами. Визначальна температура — це середня температура теплоносія.

Тепловіддача при поперечному обтіканні труб.

Цей вид тепловіддачі має місце в кожухотрубних теплообмінниках при русі теплоносіїв в міжтрубному просторі з поперечними перегородками і в трубчастих підігрівачах, встановлених в димових каналах.

Одиночна труба. При поперечному обтіканні одиночної труби (рис. 1.1) на її лобовій частині утворюється прикордонний ламинарний шар, що має кінцеву товщину по всій течії від точки відриву. З кормової сторони потік відривається від поверхні труби, і виникають завихрення, що приводять до більш інтенсивної тепловіддачі в цій зоні.


Рисунок 1.1 - Поперечне обтікання труби
Пучок труб. Пучки труб характеризуються наступними параметрами:

d — діаметр труб, м;

t — крок труб, м;

r — число рядів труб.

На форму потоку, оточуючого трубки, робить вплив взаємне розташування труб і величина крокової відстані t між ними (рис. 1.2). У першого ряду труб умови тепловіддачі підкоряються тим же закономерностям, що і у одиночних труб, а в другому і третьому ряді інтенсивність теплообміну зростає за рахунок турбулизації потоку при проходженні через пучок труб.

Характер перебігу потоку в міжтрубному просторі практично стабілізується при шаховому розташуванні труб починаючи з четвертим рядом, а при коридорному розташуванні – з сьомого ряду.

Теплообмін при природній конвекції.

Природна конвекція підтримується не штучним шляхом, а виникає сама, під дією різниці температур і обумовленої цим різниці густини в рідинах і газах.


а)коридорне розташування труб; б)шахове розташування труб.

Рисунок 1.2 - Поперечне обмивання пучка труб
Якщо, наприклад, помістити в повітряний простір з постійною температурою нагрівальний елемент, то наступає теплообмін між елементом і навколишнім повітрям. Частинки повітря, що знаходяться поблизу елемента, нагріваються, густина їх зменшується, унаслідок чого вони підіймаються. На їх місце поступають нові, більш холодні частинки, які, нагріваючись, теж підіймаються. Таким чином, підйомна сила створюється за рахунок витіснення нагрітого повітря більш важким холодним повітрям.

Природна конвекція виникає за рахунок дії масових сил на елементи рідини або газу. Ці сили можуть мати різну фізичну природу: сила тяжкості, відцентрова сила, електромагнітні сили.

Розглянемо процес природної конвекції, викликаний різницями гравітаційних сил, обумовленими перепадами температур і, як наслідок, різницями густини середовища. В даному випадку тепловіддача залежить від форми і розмірів поверхні нагріву, температур поверхні і теплоносія, коефіцієнта об'ємного розширення і інших фізичних властивостей. Швидкість руху рідини не робить впливу на тепловіддачу, тому критерій Рейнольдса виключається з рівнянь тепловіддачі при природній конвенції.

Тепловіддача при конденсації пари.

Якщо пара стикається із стінкою, температура якої нижче за температуру насичення, то він конденсується на стінці він осідає на ній у вигляді рідини. Розрізняють три види конденсації пари на твердій поверхні.

Плівкова конденсація, коли конденсат стікає по поверхні у вигляді суцільної плівки (має місце на поверхнях при інтенсивній конденсації).

Краплинна конденсація, коли конденсат випадає на поверхні у вигляді окремих крапель (має місце на незмочуваних поверхнях охолоджування).

Змішана конденсація, коли частина поверхні покрита краплями, а частина — плівкою конденсату.

При краплинній конденсації можна одержувати високі коефіцієнти тепловіддачі. Стійкий характер краплинна конденсація має лише в апаратах, поверхня охолоджування яких не змочується конденсатом завдяки фізичним властивостям рідкої фази, наприклад в конденсаторах ртутної пари, а також при періодичному введенні в пару ефективних гидрофобизаторов.

Основне рівняння теплопередачі.

В більшості практичних випадків взаємодія теплоносіїв відбувається через деяку поверхню розділу, яка в загальному випадку може розглядатися як багатошарова тверда стінка. Наприклад, в трубчастих теплообмінниках теплообмін відбувається через стінку труби і два шари забруднень з обох боків стінки.

Цей вид теплообміну називається теплопередачей.Кількість передаваної теплоти визначається основним рівнянням теплопередачі:
Q = KF∆tcp(1.2)

де Q — тепловий потік, тобто кількість теплоти, передавана через поверхню теплообміну в 1 с, Вт;

К — коефіцієнт теплопередачі, Вт/(м2К);

F — площа поверхні теплопередачі, м2;

∆tср — середня різниця температур гарячого і холодного теплоносія, К.

Коефіцієнт теплопередачі К показує, яка кількість теплоти переходить в одиницю часу від більш нагрітого до менш нагрітого теплоносія через розділяючу їх стінку площею 1 м2 протягом 1 с, при різниці температур між теплоносіями 1К.

На рис. 1.3 показана передача теплоти через плоску стінку.


Рисунок 1.3 – Передача теплоти через плоску стінку
Теплопередача через циліндрову стінку.

Розглянемо передачу теплоти теплопровідністю через циліндрову стінку (рис. 1.4) завдовжки l, внутрішнім радіусом rв і зовнішнім радіусом rн. Температури внутрішньої і зовнішньої поверхонь постійні і рівні t1і t2, відповідно, тобто процес теплообміну був сталий.

Хай t1 > t2 і температура змінюється тільки в радіальному напрямі.

Для циліндрової стінки поверхня її в деякому перетині, що відповідає поточному радіусу r, складає F= 2rl. Підставивши значення F в рівняння Фурье з урахуванням того, що rн/rв = dH/dв, і провівши ряд перетворень, отримаємо:
Q = 2π/τ(t1-t2)|(ln dH/dв). (1.4)


Рисунок 1.4 - Теплообмін через циліндрову стінку
Це рівняння показує, що по товщині циліндрової стінки температури змінюються по логарифмічному закону.

Рушійна сила процесу теплопередачі.

Рушійною силою теплопередачі є різниця температур між гарячим і холодним теплоносієм.

Найбільш часто теплопередача в промисловій апаратурі протікає при змінних температурах теплоносіїв. Температури теплоносіїв змінюються уздовж поверхні розділяючої їх стінки, тому в теплових розрахунках користуються середньою різницею температур∆tср, яка і входить в рівняння теплопередачі.

Кількість теплоти, передавана через поверхню при теплообміні, пропорційно середньої різниці температур.

При рівномірному і невеликому падінні температур по довжині поверхні нагріву або охолоджування середня різниця температур буде середньоарифметичною.

При більш інтенсивному теплообміні і великих різницях температур, тобто при ∆tб/∆tм> 2, падіння температур по довжині поверхні нерівномірно. В цьому випадку середня різниця буде середнєлогарифмичною, що змінюєтьсяпо кривій від початкової до кінцевої різниці температур теплоносіїв.

Теплопередача, при змінних температурах залежить від взаємного напряму руху теплоносіїв уздовж розділяючої їх стінки. Паралельний струм, або прямоток, — теплоносії (1 і 2) рухаються в одному напрямі (рис.1.5, а). Протитечія — теплоносіїрухаються в протилежних напрямах (рис.1.5,б). Перехресний струм — теплоносіярухаються взаємно перпендикулярно один іншому (рис.1.5, в). Змішаний струм — один з теплоносіїврухається в одному напрямі, а інший — як прямотоком, так і протитечією до першої (рис.1.5,г).


а — прямоток; б — противоток; в — перекрестный струм;

г — змішаний струм; 1, 2—теплоносії

Рисунок 1.5 - Варіанти напряму руху теплоносіїв уздовж розділяючої їх стінки:
Найпоширенішими видами руху є прямоток і протитечія. Проте застосування протитечії більш економічно, ніж прямотока. Це витікає з того, що середня різниця температур при протитечії більше, ніж при прямоток, а витрата теплоносіїв однакова (при однакових початкових і кінцевих температурах теплоносіїв) і швидкість теплообміну при протитечії більше.

Зіставлення температурних режимів роботи теплообмінних апаратів при прямотокі і протитечії переконує, що при прямотоке (рис.1.6, а) максимальний температурний натиск має місце біля входу в теплообмінник. Потім цей натиск зменшується, досягаючи мінімального значення на виході з апарату. При протитечії (рис.1.6,б) теплове навантаження більш рівномірне, а кінцева температура нагріваючого середовища може бути вищою за кінцеву температуру охолоджуючого середовища. Це дозволяє при регенерації теплоти забезпечити більш високий підігрів середовища, що нагрівається, а при охолоджуванні – понизити витрату охолоджуючого агента або при тій же витраті знизити кінцеву температуру охолоджуваного середовища.


а—прямоток; б—противоток

Рисунок 1.6 - Характер зміни температур теплоносіїв:
В інженерних розрахунках для визначення сумарного коефіцієнта тепловіддачі користуються емпіричними рівняннями.

Для зменшення втрат теплоти в оточуюче середовище апарати і трубопроводи покривають матеріалами теплоізоляцій з низькою теплопровідністю. Як матеріали теплоізоляцій використовують скловату, азбест, пробкові плити, совелит і ін. Ізоляція повинна бути термостійкий, негігроскопічний, дешевою і довговічною.

1.2 Фізичні основи процесу, описування технологічної схеми
Схема однокорпусної випарної установки показана на рис. 1.7. Початковий розбавлений розчин із збірки Л відцентровим насосом К подається в теплообмінник М, де підігрівається до температури, близької до температури кипіння, а потім у випарний апарат І, з якого упарений розчин поступає в збірку Ж, звідки відцентровим насосом З подається споживачу. Випарний апарат і теплообмінник обігріваються гріючою парою, що поступає з котельної.

Вакуум у випарному апараті створюється за рахунок конденсації вторинної пари, що поступає в низ випарного апарату, при їх охолоджуванні водою в барометричному конденсаторі В і відсмоктування газів, що не конденсуються, вакуумом-насос Д. Для виключення попадання у вакуум-насос крапель води перед ним встановлюється пастка Б. Суміш охолоджуючої води і конденсату виводиться з конденсатора за допомогою барометричної труби з гидрозатвором Г. Конденсат гріючої пари з випарного апарату і теплообмінника виводиться через конденсатовідвідучі і прямує в котельну або на технологічні потреби.

Схема автоматизована. Система управління випарною установкою повинна забезпечити необхідну продуктивність установки при заданій концентрації кінцевого продукту. У зв'язку з цим основними регульованими параметрами є:

1) концентрація готового продукту;

2) температура початкового розчину після теплообмінника М перед подачею його у випарний апарат;

3) рівень у випарному апараті.



1.3 Техніко-економічне обґрунтування і описання переваг конструкції
В поверхневих теплообмінниках обидва теплоносії розділено стінкою і теплота передається через стінку від одного теплоносія до іншого.

Поверхневі теплообмінники — найпоширеніші.

Кожухотрубні теплообмінники застосовуються тоді, коли потрібна велика поверхня теплообміну, тобто для випаровування і конденсації теплоносіїв в різних технологічних процесах, а також для нагрівання і охолоджування рідин і газів. В більшості випадків пара (гарячий теплоносій) вводиться в міжтрубний простір, а рідина, що нагрівається, протікає по трубах. Забруднені потоки (наприклад, запорошені гази або суспензії) слід направляти в трубки, а не в міжтрубний простір (оскільки трубки легше очищати).

Кожухотрубчатий теплообмінник (рис. 1.7) є апаратом, що складається з пучка труб 4, жесткозакріплених в трубних гратах 3 і обмежених кожухом 1 і кришками 2 з штуцерами. Кришки і труби утворюють трубний простір, а між кожухом і зовнішньою поверхнею труб є міжтрубний простір.

Трубний і міжтрубний простори, по яких рухаються теплоносії, розділені між собою поверхнею теплообміну, причому кожне з них може бути поділений перегородками на декілька ходів (на рис. 1.8 зображений багатоходовій теплообмінник, який має два ходи по трубному простору). Перегородки встановлюються з метою збільшення швидкості руху теплоносіїв і інтенсивності теплообміну. В цих апаратах за допомогою перегородок в кришках труби діляться на секції, які послідовно проходить рідина. Число труб в секціях однаково. В багатоходовому теплообміннику в порівнянні з одноходовим тій же поверхні швидкість і коефіцієнт тепловіддачі зростають відповідно числу ходів.



1—кожух; 2 — кришка; 3 —трубні грати; 4—труби

Рисунок 1.7 - Кожухотрубний теплообмінник:


Рисунок 1.8 - Двоходовий (по трубному простору) кожухотрубний теплообмінник
Для підвищення коефіцієнта тепловіддачі з боку рідини, що рухається в міжтрубному просторі, в ньому також встановлюються перегородки. Перегородки можуть бути подовжніми (рис. 1.9) і поперечними (рис. 1.10). Розрізняють наступні поперечні перегородки (рис. 1.11): сегментні, секторні, кільцеві. Найбільше розповсюдження отримали сегментні перегородки.



Рисунок 1.9 - Двоходовий (по міжтрубному простору) кожухотрубний теплообмінник


Рисунок 1.10 - Кожухотрубний теплообмінник з поперечними перегородками в міжтрубному просторі


а— сегментні; б — секторні; в— кільця і диски;

г — сплошнідиски з отворами на 1,5—2 мм більше зовнішнього діаметра труб

Рисунок 1.11 - Схеми поперечних перегородок трубного пучка

В горизонтальних теплообмінниках ці перегородки є одночасно проміжними опорами для труб.

Спосіб з'єднання труб в трубних гратах визначається властивостями матеріалів, вживаних для даної конструкції. Труби в трубних гратах закріплюють (рис. 1.12) розвальцьовуванням, зваркою, паянням і т.д. Частіше використовують розвальцьовування. Іноді труби кріплять за допомогою роз'ємних сальникових пристроїв, що допускають вільне подовжнє переміщення труб.

Розміщення труб в гратах здійснюється по периметрах правильних шестикутників (рис. 1.13,а), по концентричних колах (рис. 1.13,б) і по вершинах квадратів (рис. 1.13,в).


а— завальцовкою; б — сваркою; в— паянням.

Рисунок 1.12 - Закріплення труб в трубних гратах


а
— по периметрам правильних шестикутників; б — по концентричним колам; в — по вершинам квадратів

Рисунок 1.13 - Розміщення труб в гратах кожухотрубчатых теплообмінників

Найбільш часто труби розміщують по периметрах правильних шестикутників. Число труб в трубних гратах розраховується по рівняннях.

Діаметр труб і крок трубного пучка (відстань між осями сусідніх труб) істотно впливають на компактність і масу теплообмінника. Для стандартних труб із зовнішнім діаметром dн— 16; 20; 25; 38,5 мм, розміщені по периметрах правильних шестикутників, приймають крок, рівний при розвальцьовуванні 1,3 - 1,6 dH, при сварке — 1,25 dH.

Кожухотрубні теплообмінники розташовуються вертикально або горизонтально.

При різниці температур між теплоносіями понад 50 °С виникають температурні напруги, які можуть перевищити межу міцності матеріалу; в результаті, з'являється нещільність, порушується герметичність.

Для компенсації неоднакового подовження труб і корпусу апарату використовують теплообмінники з лінзовими компенсаторами, з плаваючою головкою, з U- образними трубами, а також теплообмінники з сальниковими пристроями (рис. 1.14).


Рисунок 1.14 - Кожухотрубний теплообмінник з сальниковим пристроєм для компенсації неоднакового подовження труб і корпусу
Найбільш поширені апарати з лінзовими компенсаторами (рис. 1.15), які застосовуються, коли температурні деформації не перевищують 10—15 мм, а умовний тиск не перевищує 2,5 МПа.

Лінзові компенсатори (рис. 1.16) ввариваются між обичайками кожуха. Розрізняють наступні види лінзових компенсаторів: тарельчаті, торові, трапецеїдальні.


Рисунок 1.15 - Кожухотрубний теплообмінник з лінзовим компенсатором





а —тарельчатий; б — торовий; в— трапецеїдальний

Рисунок 1.16 - Лінзові компенсатори
Кожухотрубні теплообмінники з плаваючою головкою (рис. 1.17) застосовують для нагріву або охолоджування рідких і газоподібних середовищ в межах робочих температур від мінус 30 °С до плюс 450 °С і умовного тиску 1,6— 6,4 МПа в трубному або міжтрубному просторі. Рухомі трубні грати дозволяють трубному пучку вільно переміщатися незалежно від корпусу. Крім того, трубні пучки легко виймаються з корпусу для ремонту, чищення або заміни.


а —відкритий тип; б—закритий тип

Рисунок 1.17 - Кожухотрубний теплообмінник з плаваючою головкою
Теплообмінники з U - образними трубами (рис. 1.18) мають одні трубні грати, в які ввальцовані обидва кінці кожної U- образної труби.

Корпус теплообмінника не пов'язаний жорстко з трубами, і кожний елемент може подовжуватися, не викликаючи термічних напруг в місцях приєднання. Недоліком таких теплообмінників є трудність внутрішнього очищення труб.


Рисунок 1.18 - Кожухотрубний теплообмінник з U- образними трубами

Кожухотрубні теплообмінники мають наступні умовні позначення: конденсатори
  1   2

скачати

© Усі права захищені
написати до нас