інного апарату
. 1 Теоретичне обґрунтування
. 1.1 Загальні поняття про теплообмінних апаратах
теплообмінник називають апарати, призначені для передачі тепла від одних речовин до інших. В залежності від цього теплообмінні апарати називають підігрівниками, холодильниками, випарниками або конденсаторами
Залежно від способу передачі тепла розрізняють основні групи теплообмінників:
. Поверхневі теплообмінники, в яких перенесення тепла між обмінюються теплом середовищами відбувається через розділяє їх поверхню теплообміну - глуху стінку.
. Теплообмінники змішання, в яких тепло передається від одного середовища до іншої при їх безпосередньому зіткненні.
. Регенеративні теплообмінники, в яких нагрів рідких середовищ відбувається за рахунок їх зіткнення з раніше нагрітими твердими тілами - насадкою, що заповнює апарат, періодично нагрівається іншим теплоносієм [1].
У хімічній промисловості поверхневі теплообмінники найбільш поширені, і їх конструкції досить різноманітні, основну групу яких представляють трубчасті теплообмінники, такі як: кожухотрубчасті, зрошувальні, занурені і теплообмінники типу труба в трубі .
Кожухотрубчасті теплообмінники відносяться до числа найбільш часто вживаних поверхневих теплообмінників в хімічній промисловості. Це обумовлено, насамперед, надійністю конструкції, великим набором варіантів виконання для різних умов експлуатації, зокрема:
· однофазні потоки, кипіння і конденсація по гарячої та холодної сторонам теплообмінника з вертикальним або горизонтальним виконанням;
· діапазон тиску від вакууму до високих значень;
· в широких межах змінюються перепади тиску по обидва боки внаслідок великої різноманітності варіантів;
· задоволення вимог по термічним напруженням без істотного підвищення вартості апарату;
· розміри від малих до гранично великих (5000 м 2);
· можливість застосування різних матеріалів відповідно до вимог до вартості, корозії, температурному режиму і тиску;
· використання розвинених поверхонь теплообміну як всередині труб, так і зовні, різних інтенсифікаторів, оребрення і т.д.
· можливість вилучення пучка труб для очищення та ремонту.
. 1.2 Конструкція теплообмінника
Схема Одноходовий і багатоходового теплообмінника представлена ??на Малюнку 1.1:
Малюнок 1.1 - Кожухотрубчасті одноходовой (а) і багатоходової (б) теплообмінники.
Одноходовий кожухотрубчасті теплообмінник (малюнок 1.1 а) складається з корпусу, або кожуха 1, і приварених до нього трубних решіток 2. У трубних решітках закріплений пучок труб, який закріплений в спеціальних трубних гратах шляхом розвальцьовування, зварювання, пайки, а іноді на сальниках 3. До трубним грат кріпляться (на прокладках і болтах) кришки 4.
У кожухотрубчасті теплообмінників одна з обмінюються теплом середовищ I рухається всередині труб (в трубному просторі), а інша II - в міжтрубному просторі. Середовища зазвичай направляють протилежно один одному. При цьому нагреваемую середу направляють знизу вгору, а середу, отдающую тепло, - у протилежному напрямку. Такий напрям руху кожної середовища збігається з напрямком, в якому прагнути рухатися дана середу під впливом зміни її щільності при нагріванні або охолодженні
У багатоходову теплообміннику (Малюнок 1.1 б) корпус 1, трубні решітки 2, укріплені в них труби 3 і кришки 4 ідентичні зображеним на рисунку 1 а. За допомогою поперечних перегородок 5, встановлених в кришках теплообмінника, труби розділені на секції, або ходи, по яких послідовно рухається рідина, що протікає в трубному просторі теплообмінника. Зазвичай розбивку на ходи виробляють так, щоб у всіх секціях знаходилося приблизно однакове число труб. Для збільшення швидкості і подовження шляху руху середовища служать сегментні перегородки 6. У горизонтальних теплообмінниках ці перегородки є одночасно проміжними опорами для пучка труб [1].
1.1.3 Види теплообмінників
Крім перерахованих вище одноходових і багатоходових теплообмінників, найбільш поширені типи теплообмінників представлені на наступній схемі:
Малюнок 1.2 - Типи теплообмінників.
Кожухотрубчасті теплообмінники можуть бути: жорсткої (Малюнок 1.2 а; к); нежорсткої (Малюнок 1.2 г; д; е; з; і) і полужесткой (Малюнок 1.2 б; в; ж) конструкції, а також - прямоточні, протиточні, поперечноточние, горизонтальні, похилі і...
