Материал: расчеты теплооборуд

Примечание: в числителе даны значения при коэффициенте оребрения ϕ = 9; в знаменателе – при ϕ =14.

Рис. 2.7.Калориферы различных конструкций: а- из круглых труб с коллективным оребрением; б- из труб с винтовым накатным оребрением; в- из плоских труб с коллективным оребрением; 1- патрубок подвода греющего теплоносителя; 2- корпус; 3- сборный коллектор; 4- труба; 5- пластины коллективного оребрения; В- поток воздуха; П1 и П2 – вход и выход пара или

воды

а) б)

Рис.2.8. Конструктивные размеры калориферов КВБ (а) и КФБ (б)

2.4.6. ОРОСИТЕЛЬНЫЕ ТЕПЛООБМЕННИКИ

Оросительный теплообменник, представленный на рис.2.9, состоит из параллельных горизонтальных труб, соединенных калачами. Сверху трубы орошаются охлаждаемой водой, распределяемой в виде струек или капель при помощи желоба с зубчатыми краями. Теплообменник обычно состоит из ряда параллельных секций, внизу которых установлен поддон, куда собирается орошающая вода.

Рис. 2.9. Оросительный теплообменник:

1- секция прямых труб; 2- калачи; 3- распределительный желоб; 4- поддон

Оросительные теплообменники применяются в основном только как холодильники и конденсаторы, причем до половины теплоты отводится при испарении охлаждающей воды. В результате расход охлаждающей воды значительно снижается по сравнению с холодильниками других типов.

Несмотря на то, что коэффициенты теплопередачи в оросительных теплообменниках, работающих при перекрестном токе, выше, чем у погружных, их существенными недостатками являются: громоздкость, неравномерность смачивания наружной поверхности труб. Такие теплообменники устанавливают чаще всего на открытом воздухе, ограждая их деревянными решетками (жалюзями) с целью снижения потерь охлаждаемой воды.

Простота конструкции и технического обслуживания при ремонте и очистке внутренней поверхности труб, а также невысокое гидравлическое сопротивление их, позволяют широко использовать данные аппараты в различных отраслях промышленности.

2.4.7. БЛОЧНЫЕ ТЕПЛООБМЕННИКИ

Применяются для теплообмена химически агрессивных сред. Изготовляются из неметаллических материалов: стекло, керамика, графит, тефлон и д.р. Такие материалы обладают меньшей теплопроводностью по сравнению с металлами. Предпочтение отдается графиту, пропитанному фенолоформальдегидными смолами, химически стойкому к растворам серной, соляной, фосфорной и др. кислотам. Типовым аппаратом из графита является блочный теплообменник, состоящий из отдельных графитовых блоков,

имеющих сквозные вертикальные каналы круглого сечения и перпендикулярные им горизонтальные каналы. Теплоносители движутся отдельно по указанным каналам в перекрестном токе. Графитовые блоки

уплотняются между собой прокладками из резины или тефлона и стягиваются торцовыми крышками при помощи стержней (длинных болтов).

Рис. 2.10. Блочный графитовый теплообменник: 1 – графитовый блок; 2- вертикальные каналы; 3- горизонтальные каналы; 4- корпус; I, II – входы и

выходы теплоносителей

2.4.8.СМЕСИТЕЛЬНЫЕ ТЕПЛООБМЕННИКИ

Впромышленности нашли широкое применение смесительные теплообменные аппараты, в которых происходит одновременно тепло и массообмен при непосредственном контакте между теплоносителями. Такие теплообменники широко используются для конденсации паров, охлаждения воздуха, нагревания и охлаждения жидкостей газами, мокрой очистки воздуха

игазов. В химической промышленности используются смесительные аппараты: теплообменники – «жидкость-жидкость»; теплообменники с трехфазными системами, например, для абсорбции легких углеводородов из

природных газов тяжелыми углеводородами при их непосредственном соприкосновении с охлаждающим теплоносителем.

Интенсивность работы смесительных теплообменников определяется поверхностью раздела фаз и их турбулентностью. Поэтому в конструкциях

аппаратов предусматривается диспергирование жидкой фазы в потоке газа или газа в жидкости.

Передача тепла в смесительных теплообменниках происходит не только за счет теплообмена, но и путем обмена массой, причем возможен переход теплоты от холодного к горячему теплоносителю, например, при испарении.

По направлению переноса массы смесительные аппараты подразделяются на две группы:

1) аппараты с конденсацией пара из газовой фазы, при этом происходит осушка, охлаждение газа и нагревание жидкости (конденсаторы, кондиционеры, скрубберы);

2) аппараты с испарением жидкости в поток газа, при этом происходит увлажнение газа, его охлаждение и нагревание жидкости или нагревание газа и охлаждение жидкости (градирни, скрубберы, кондиционеры, распылительные сушилки).

По принципу создания поверхности фазового контакта смесительные

аппараты делятся на насадочные (с неподвижной и подвижной «псевдоожиженной» насадками), полочные, каскадные, барботажные, полые (разбрызгивающие), струйные и пленочные.

В химической и других отраслях промышленности с небольшим объемом производства в системах охлаждения оборотной воды нашли широкое применение компактные, высокоэффективные холодильные установки – градирни с псевдоожиженным («кипящим») слоем легких инертных полимерных шарообразных тел. Псевдоожижение и охлаждение оборотной воды в таких аппаратах осуществляется атмосферным воздухом. В

результате активного перемешивания воды и воздуха наблюдается интенсивное испарение и охлаждение, что позволяет использовать малогабаритные, сравнительно недорогие и экономичные холодильные установки в системах локального водооборота. На рис. 2.11 представлена схема градирни с псевдоожиженным («кипящим») слоем, а ее техническая характеристика дана в таблице 2.11.