,8
883
Перевагою димових і топкових газів як теплоносія є можливість досягнення високої температури при атмосферному тиску, недоліками - громіздкість апаратури, обумовлена ​​низькою тепловіддачею від газів до стінки, складність регулювання робочого процесу в теплообмінному апараті, пожежна небезпека і порівняно швидкий знос поверхонь теплообміну від золи, а також при чищенні апаратів. Істотним недоліком димових газів є також можливість використання їх тільки безпосередньо на місці отримання, так як транспортування їх навіть на невеликі відстані вимагає значних витрат електроенергії, громіздких каналів і пов'язана з великими тепловими втратами.
В даний час в промисловості для високотемпературного обігріву, крім димових газів, застосовують мінеральні масла, органічні сполуки, розплавлені метали і солі. Характеристика деяких високотемпературних теплоносіїв дана в таблиці 1.1.
Якщо високотемпературні теплоносії використовувати при температурах нижче точки кипіння, то в заповненому ними обсязі теплообмінного апарату, так само як і при димових газах, надмірний тиск може бути відсутнім.
Основними вимогами, що пред'являються до високотемпературних коефіцієнтним теплоносіям, є: висока температура кипіння при атмосферному тиску, висока інтенсивність теплообміну, низька температура затвердіння, мала активність коррозирующего дії на метали, що не токсичність, незаймистість, вибухобезпечність, термічна стійкість і дешевизна.
Поряд з високотемпературними теплоносіями є низькотемпературні теплоносії і холодильні агенти, які киплять при температурах нижче 0 В° С.
На малюнку 1.1. наведені залежності між тисками і температурами насичення для деяких широко поширених холодильних агентів.
В
Малюнок 1.1. Залежності між тисками і температурами насичення для вуглекислоти СО2, аміаку NH3 і фреону - 12 CCl2F2.
В даний час для охолодження використовується ефект ендотермічної реакції або поглинання тепла при хімічному розкладанні речовин. Наприклад, при розкладанні 1 кг хлористого амонію NH4Cl на NH3 і HCl, які перетворюються на газ, поглинається 3300 кДж/кг. Ця величина майже в 1,5 рази перевищують теплоту паротворення води (2269 кДж/кг).
1.2 Конструкції трубчастих, пластинчастих і спіральних апаратів поверхневого типу
Перші технічні теплообмінні апарати представляли собою варильні котли з вогневим або димовим обігрівом. Пізніше стали робити апарати з двошаровий стінками, в проміжок між якими подавався теплоносій: гріючийпар або гаряча вода. Такі апарати називають сорочкового. Для підвищення інтенсивності теплообміну і продуктивності апаратів надалі виготовлялися апарати з поверхнею теплообміну у вигляді вигнутих в змійовик труб - змієвикові теплообмінники. Проте всі зазначені апарати були мало продуктивними, важко регульованими і незручними в експлуатації, особливо була важкою їх очищення.
Конструкції сучасних рекуперативних теплообмінних апаратів поверхневого типу безперервної дії досить різноманітні. Тому розглянемо тільки найбільш характерні з них.
Кожухотрубчасті теплообмінники (малюнок 1.2.) являють собою апарати, виконані з пучків труб, зібраних за допомогою трубних решіток, і обмежені кожухами і кришками з штуцерами. Трубне і межтрубное простір в апараті роз'єднані, а кожне з цих просторів може бути розділене за допомогою перегородок на кілька ходів. Перегородки встановлюються з метою збільшення швидкості, а, отже, і інтенсивності теплообміну теплоносіїв. Теплообмінники цього типу призначаються для теплообміну між різними рідинами, між парою і рідинами або між рідинами і газами. Вони застосовуються тоді, коли потрібна велика поверхня теплообміну. ​​
Трубки теплообмінників виготовляються прямими (за винятком теплообмінників з U - подібними трубками, малюнок 1.2., г); тому вони легко доступні для очищення і заміни у випадку течі.
Типові конструкції кожухотрубчасті теплообмінників розроблені НДІХІММАШ.
У більшості випадків пар (гріючий теплоносій) вводиться в межтрубное простір, а нагреваемая рідина протікає по трубках. Конденсат з міжтрубного простору виходить до конденсатовідвідника через штуцер, розташований в нижній частині кожуха. Для компенсації температурних подовжень, що виникають між кожухом і трубками, передбачається можливість вільного подовження труб за рахунок різного роду компенсаторів.
Особливість кожухотрубчасті теплообмінників полягає в тому, що прохідний перетин міжтрубному простору велике в порівнянні з прохідним перетином трубок і може бути більше останнього в 2,5 - 3 рази. Тому при однакових витратах теплоносіїв (якщо теплообмін відбувається без зміни їх агрегатного стану) часто виходять знижені швидкості теплоносія і малі значення коефіцієнтів тепловіддачі на стороні міжтрубному простору, що значно знижує коефіцієнт теплопередачі в апараті. ...
