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
|
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 |