вертикальні.
На малюнку 2 (а) зображений одноходовой теплообмінник з прямими трубками жорсткої конструкції. Кожух і трубки пов'язані трубними гратами і тому немає можливості компенсації теплових подовжень. Такі апарати прості по пристрою, але можуть застосовуватися тільки при порівняно невеликих різницях температур між корпусом і пучком труб (до 50 о С). Вони мають низькі коефіцієнти теплопередачі внаслідок незначної швидкості теплоносія в міжтрубному просторі.
Якщо середня різниця температур труб і кожуха в теплообмінниках жорсткої конструкції, т. е. з нерухомими, привареними до корпусу трубними гратами, стає значною (приблизно рівною або більшою 50), то труби і кожух подовжуються неоднаково. Це викликає значні напруги в трубних решітках, що може порушити щільність з'єднання труб з гратами, привести до руйнування зварних швів, неприпустимого змішанню обмінюються теплом середовищ. Тому при різницях температур труб і кожуха, великих 50, або при значній довжині труб застосовують кожухотрубчасті теплообмінники нежорсткої конструкції, що допускає деяке переміщення труб відносно кожуха апарату.
На малюнку 2 (б) зображений теплообмінник з поперечними перегородками в міжтрубномупросторі і полужесткой мембранної компенсацією теплових подовжень внаслідок деякої свободи переміщення верхньої трубної дошки.
Для зменшення температурних деформацій, обумовлених великою різницею температур труб і кожуха, використовують кожухотрубчасті теплообмінники з лінзовим компенсатором (малюнок 1.2 (в)), у яких на корпусі є лінзовий компенсатор, що піддається пружної деформації. Також для компенсації різниці теплових подовжень між кожухом і трубами чепцеві (рисунок 1.2 (з), (і)) або сильфонні (малюнок 1.2 (ж)) компенсатори [1].
При необхідності забезпечення великих переміщень труб і кожуха використовують теплообмінник з плаваючою головкою (малюнок 1.2 (е)), де нижня трубна решітка є рухомою, що дозволяє всьому пучку труб вільно переміщатися незалежно від корпусу апарата. Цим запобігає небезпечна температурна деформація труб і порушення щільності їх з'єднання з трубними гратами [1].
Для усунення напружень в металі, обумовлених тепловими подовженнями, виготовляють також однокамерні теплообмінники з гнутими U- і W-подібними трубами (малюнок 1.2 (г, д)). Вони доцільні при високих тисках теплоносіїв, оскільки виготовлення водяних камер і кріплення труб в трубних дошках в апаратах високого тиску - операції складні і дорогі. Проте апарати з гнутими трубами не можуть отримати широкого поширення через труднощі виготовлення труб з різними радіусами гиба, складності заміни труб і незручності чистки гнутих труб.
Недоліками кожухотрубчасті теплообмінників є: трудність пропускання теплоносіїв з великими швидкостями; труднощі очищення міжтрубному простору і труднощі виготовлення з матеріалів, що не допускають розвальцьовування і зварювання.
. 1.4 Відомості про теплоносії
Речовини, що беруть участь в процесі передачі тепла, називаються теплоносіями. Теплоносії, що мають більш високу температуру, ніж нагрівається середовище, і віддають тепло, прийнято називати нагріваючими агентами, а теплоносії з більш низькою температурою, ніж середу, від якої, вони сприймають тепло, - охолоджуючими агентами.
До числа поширених проміжних теплоносіїв відносяться димові гази, водяна пара, гаряча вода, а також так звані високотемпературні теплоносітелі- перегріта вода, мінеральні масла, органічні рідини (і їх пари), розплавлені солі, рідкі метали і їх сплави.
Одним з найбільш широко застосовуваних гріючих агентів є насичена водяна пара. Це пояснюється суттєвими достоїнствами його як теплоносія. Внаслідок не високих коефіцієнтів тепловіддачі від конденсується пара, опір переносу тепла з боку пара мало. Це дозволяє проводити процес нагрівання при малій поверхні теплообміну. ??
При використанні тепла парового конденсатора К.П.Д нагрівальних парових пристроїв досить високий. Пар задовольняє також іншим вимогам, пропонованим до теплоносія (доступність, пожаробезопасноть та ін.).
Важливим достоїнством насиченої пари є сталість температури його конденсації (при даному тиску), що дає можливість точно підтримувати температуру нагрівання, а також у разі необхідності регулювати її, змінюючи тиск гріючої пари.
Основний недолік водяної пари - значне зростання тиску з підвищенням температури. Внаслідок цього температури, до яких можна проводити нагрівання насиченою водяною парою, зазвичай не перевищують 180-190, що відповідає тиску пара 10-12 атм.
1.2 Розрахунок теплообмінника
Розрахунок теплообмінного апарату включає визначення необ...
