Типы теплообменников
Кожухотрубные теплообменники. Один из простейших теплообменников этого типа показан на рис. 56, а. Он состоит из цилиндрического кожуха 1, двух трубных решеток 2 и закрепленного в них пучка труб 3. К кожуху при помощи фланцев болтами 9 присоединены днища 4. Уплотнение достигается прокладкой 10. Поток греющей жидкости / вводится через нижний патрубок 5 и выводится.через верхний патрубок 6, Поток нагреваемой жидкости 11 вводится в верхний боковой патрубок 7 в межтрубное пространство, омывает снаружи трубы и выводится через нижний боковой патрубок 8. Теплообменник установлен на опорах 11. Указанного вида теплообменники наиболее распространены; они допускают создание больших поверхностей теплообмена, просты в изготовлении и надежны в эксплуатации. Теплообменники могут быть прямо- и противоточными.
Теплообменники типа «труба в трубе». Представляют собой батарею из двух и более теплообменных элементов, расположенных один под другим (рис. 56, б). Каждый элемент состоит из внутренней трубы / и охватывающей ее наружной трубы 2. Внутренние трубы отдельных элементов соединены друг с другом коленами 3, а наружные трубы- патрубками 4. Греющая жидкость / движется по наружным трубам, а нагреваемая 2 - по внутренним трубам прямо- или противоточно. Очень важным фактором, определяющим работу трубчатых теплообменников, является скорость движения теплоносителей. При увеличении скорости, естественно, возрастает интенсивность теплообмена, но увеличивается гидравлическое сопротивление. Оптимальная скорость для жидкостей лежит в пределах 0,1-2 м/с.
Теплообменники со змеевиками. Греющая среда (жидкость, пар) подается в согнутый из трубы змеевик, приваренный снаружи к корпусу аппарата или залитый в стенках аппарата. В практике фармацевтических заводов применяются теплообменники с погруженными змеевиками (рис. 56, в), в которых движутся пары жидкости, охлаждаемые омывающей змеевик холодной водой. Змеевики имеют большое гидравлическое сопротивление, поэтому скорости теплоносителей в них меньше, чем в теплообменниках с прямыми трубами и не превышают обычно 1 см/с. К недостаткам нужно отнести и трудность очистки змеевиков.
Паровые рубашки. Двойные стенки, или рубашки, широко используются для обогрева многих аппаратов (выпарные, реакционные).
Схема устройства таких теплообменных аппаратов приведена на рис. 56, г. Рубашка 2 укреплена (приварена) снаружи корпуса 1 аппарата. В образовавшееся герметически замкнутое пространство через штуцер 3 вводится греющий пар. Через штуцер 4 выводится конденсат. Высота рубашки должна быть не меньше высоты уровня жидкости в аппарате. Обычно рубашки применяются для нагревания паром не более 5 ат. (4,90-104 Н/м2) превышение этого предела приводит к чрезмерному утолщению стенок рубашки и аппарата.
27.06.2015