тимально адаптуються до вимог Замовника. Незважаючи на мінливі масові витрати і відмінності в необхідних температурах, спіральний теплообмінник найчастіше дозволяє здійснювати теплопередачу в одному і тому ж пристрої на різних режимах і неповному навантаженні. По суті, спіральні теплообмінники являють собою довгі щілинні однопроточние канали, згорнуті в спіраль. Таким чином, в спіральних теплообмінниках може бути досягнута практично будь-яка теплова довжина взаємодії двох середовищ, а значить і різниця температур потоків менше 3 ° С. При цьому, в спіральних теплообмінниках можливий нагрів або охолодження проблемних технологічних середовищ, для яких недопустимі різкі повороти потоків, що провокують блокування каналів. У спіральних теплообмінниках існує велика різноманітність варіантів виготовлення розділових перегородок центральної труби. Кожен адаптований до виконання певних завдань і дозволяє вибрати оптимальне рішення для будь-якого застосування. Важлива особливість конструкції пропонованих спіральних теплообмінників - це використання безперервних (суцільних) металевих листів від центральної труби до кожуха, що дозволяє практично повністю виключити зварні шви і всередині, і у важкодоступних місцях теплообмінників.
Переваги спіральних теплообмінників
Широкий діапазон робочих температур і тисків;
Компактна конструкція (наприклад, 700 м2 в 6 м3);
Широкий робочий діапазон (10 - 100% від розрахункового навантаження);
Високі коефіцієнти теплопередачі;
Висока турбулентність;
Знижена загрязняемость;
Менша кількість зупинок на обслуговування;
Високий самоочищатися ефект при застосуванні сильно забруднених рідин;
Легке очищення механічним і хімічним способом;
Відсутність обмежень при виборі величини зазору каналу;
Масові витрати по обидва боки можуть значно відрізнятися;
Низькі втрати тиску;
Завдання, які вирішуються допомогою спіральних теплообмінників
Охолодження;
Нагрівання;
Рекуперація тепла;
Конденсація;
Випаровування;
Термосифон;
Робочі середовища спіральних теплообмінників
рідини;
суспензії;
рідини, що містять волокна і тверді частинки;
в'язкі рідини;
неньютонівські рідини, включаючи різні гідросуміші, розчини полімерів;
стічні води;
пари з інертними газами і без них;
Вихідні дані
Виконати розрахунок спірального теплообмінника для конденсації 1000 кг/год бензолу з початковою температурою 100 С.
Розрахунок спірального теплообмінника
Визначаємо середню різницю температур
Нехай і - початкова та кінцева температури води, а tбн і TБк - початкова та кінцева температури бензолу. температура конденсації бензолу
Тоді велика і менша різниця температур відповідно рівні:
? tб=100-40=60? C? tм=80-23=57? C
Ставлення =, отже, середню різницю температур вважаємо за формулою:
Середня температура води:
Середня температура бензолу:
Теплове навантаження апарату
Розглянутий процес складається з двох етапів:
Охолодження бензолу
Вт
Масова витрата бензолу т/c
Питома теплоємність бензолу сб при 90=2241,65 Дж/кг? К
Конденсація бензолу:
Вт
Питома теплота конденсації бензолу rб при 90=95,54196 Дж/кг
Загальна теплота:
Вт
Витрата води
кг/с
Питома теплоємність води св=4 190 Вт/кг? К
Розмір каналів і швидкість
Еквівалентний діаметр спірального теплообмінника визначаємо за формулою:
м
Нехай швидкість руху бензолу.
? бензолу при 90=807 кг/м3
Знаходимо площа перерізу:
м2
Звідки ефективна висота теплообмінника (ефективна ширина стрічки):
спіральний теплообмінник навантаження швидкість
м (n=+0,4 по ...
