Osztályozása és típusú hőcserélők
Osztályozása és típusú hőcserélők
A tervezési és kivitelezési hőcserélők szükséges, hogy megfelel a számos és a legtöbb esetben ellentmondó követelmények hőcserélők. Ezek közül a legfontosabbak: megfeleltetési feltételek a folyamat során; esetleg egy nagyobb hőátadási tényező; alacsony hidraulikai ellenállás a berendezés; korrózióállóság a hőátadó felületek; megközelíthetőség tisztítására hőátadó felületek; gyárthatóság kialakítás szempontjából a gyártás; gazdaságos anyagfelhasználást.
A hőcserélők megoszlanak formájától függően felületén, formájában hűtőközeg, a módszer a hőátadás. Összhangban a legújabb jelezve azok felületén lehet sorolni (hővisszanyerő) összekeverjük (kontakt) és regeneráló.
Felületi tekercsek a leggyakoribb és legfontosabb csoportja hőcserélők használt kémiai technológia. A felületi hőcserélő hőátadó folyadékok elválasztott fal, ahol a hő átadódik keresztül a fal felületén. Ha ilyen hőcserélő felületen hőcserélők kialakítva csövek, ezek az úgynevezett csőszerű (cső). Egy másik csoport a felületi hőcserélő van a fal felületét a berendezés vagy fémes lapos lemezek. Ezek a hőcserélők nevezzük lemez.
A keverési (vagy érintkező) a hőcserélők a hőcserélő következik be közvetlen érintkezés hőátadást. A keverés hőcserélők, például egy hűtőtorony. A regeneratív hőcserélők, a hőátadási folyamatot a forró, hogy a hideg hőhordozó van osztva az időben két időszakra és bekövetkezik alternatív fűtési és hűtési a fúvóka. A hőcserélők ilyen típusú leggyakrabban használt regenerációs hulladék hőt.
A vegyi és petrolkémiai ipar a legszélesebb körben használt felületű hőcserélők, cső típusú leggyakrabban. Hőcserélők Az ilyen típusú úgynevezett hőcserélő, vagy egy héj és cső. Ezek viszonylag egyszerű elkészíteni, hogy alakítani egy nagy hőátadó felület egyetlen egységben, megbízható működés.
Ez a fajta hőcserélő berendezés legelterjedtebb miatt egyszerű tervezési és gyártási technológia. Szerint a nemzeti szabványnak csőköteges hőcserélők következő típusú: HS - a rögzített cső lap és a merev burkolat; TC - a rögzített cső rácsok és a hőmérséklet kompenzátor a burkolat; TU - a rögzített cső lemezek és U alakú hőcserélő csövek; TP - egy úszó fej; TC - Gland lebegő fej.
A céltól függően lehetnek vízmelegítők, hűtő, kondenzátorokat és elpárologtatók, és annak érdekében, hogy növelje a sebességet, a hűtőközeg áramlását, készülnek két-, négy-, hat- és dvenadtsatihodovymi.
Ábra. 3.5. Kétirányú függőleges csöves hőcserélő:
1 - fedél; 2 - az elosztó kamra; 3, 8 - septum; 4 - egy házat;
5 - köteg; 6 - támogatása; 7 - pin; 9 - csőrács;
10 - burkolat; 11 ... 14 - csövek; 15 - Lencse-kompenzátorok
Ábra. 3.5 ábra a kétirányú függőleges csöves hőcserélő típusú TH (balra) és TC (a jobb oldalon).
A hőcserélő tartalmaz egy hengeres, hegesztett 4 hüvely, a csőköteg 5, az elosztó kamra 2, és két borító 1 csatlakozik a házhoz karimák. Cső 9 lemez van hegesztve a test.
3 válaszfalon kialakításához alkalmazunk két szakasz csöveken keresztül. Válaszfalak 8 fix 7 tengely, arra használják, hogy egy cikk-cakk mozgást a hűtőfolyadék a körgyűrű. Mivel a cikk-cakk mozgást növeli a hűtőfolyadék sebessége, és így a hőátadási tényező. Ahhoz, hogy megvédje a cső erózió elleni és kopással mozgó közeg a házon belül, szemben a bemeneti burkolatba 10 van telepítve, amely meg van hajlítva hegesztett lemezzel a ház.
Mivel a merev ragaszkodás a burkolat tubesheets és csövek, hogy rácsok, amikor egy hőmérséklet-különbség a felerősítési pontok a termikus feszültségek alakulhatnak miatt eltérő megnyúlási a burkolat és a cső.
Hogy részben ellensúlyozza a termikus igénybevételt, amely elérheti jelentős értékeket, a kompenzátor lencse 15. Ez meg az adatok hőcserélő két részből áll kivágott acél formájában félgyűrűt és össze vannak hegesztve a kerülete mentén.
A jellemzője TN típusú eszközök, hogy a cső szilárdan össze van kötve a cső lapok, és magukat hegesztve a rács burkolat. Ebben az összefüggésben, amikor a berendezés, amelynek a termikus feszültségek, hogy míg növekvő értékek az oka a szivárgás vagy előfordulásának képlékeny deformáció a szerkezeti elemek. Emiatt, TN típusú hőcserélőket alkalmaznak a kis hőmérséklet-különbség, és a lepel csövek.
Ha a számított különbség és a burkolat között cső hőmérséklete meghaladja a 50-60 ° C, akkor szükséges, hogy egy félig-merev szerkezet TC és PC típusú vagy kivitel, teljes kompenzációt hőigénybevételeknek (TU típusú és TP). Kompenzálása lencse kompenzátorok kapacitása arányos az elemek száma, de alkalmazzák a tágulási hézagok száma négynél több lencse miatt nem javasolt a csökkenő ház merevségét. Alkalmazás lencse kompenzátorok csökkenti a megengedett legnagyobb nyomás a körgyűrű. A hőcserélők típusú TU maximális hőmérséklet közötti különbség a burkolóanyag és a cső falak elérheti a 100 ° C-on, és további növekedése a feszültség veszélyes lehet a csőfal.
Az előnye típusú TU hőcserélők lehetőségében rejlik a tisztítás a külső felülete a csőköteg. Ugyanakkor tisztítsa meg a belső felülete nehéz.
Dupla-csöves hőcserélők gyakran nevezik hőcserélők írja be a „cső a csőben”. Ezek egy sor elemek sorosan kapcsolt, amely két koncentrikusan elrendezett csövek (ábra. 3.8).
Az egyik a hűtőközeg áthalad a belső cső és a másik - a gyűrű alakú rés által alkotott belső és külső - cső. A belső csövek vannak kapcsolva kalatches és a külső fúvókák. A hossza a hőcserélő a „cső a csőben” elem tipikusan 3-6 m, átmérője külső cső - 159 mm-es, belső - 10-57 mm.
Mivel a kis keresztmetszet a belső cső és a gyűrű alakú rés a hőcserélőbe elegendően nagy a hőátadás sebessége a forgalom (akár három méter másodpercenként), ezáltal növelve a hőátadási együtthatók, lassuló lerakódásképződés és szennyeződés a csövek falán. A fő előnye a kétcsöves hőcserélők végrehajtásának folyamatai hőcsere a hűtőfolyadék magas nyomás. Másfelől, a kettős falú csöves hőcserélő több fém, mint a Shell és a csövet.
A tekercselt hőcserélők fő hőcserélő elem van hajlítva egy szerpentin alakú csövet. Ezek közé tartozik a merítés hőcserélők egy vagy több spirális tekercs, ami mozog az egyik hűtőfolyadék. A tekercsek meríteni a tartályban lévő folyadék a ház egység, és képviseli a második hűtőközeg. Az arány a második hűtőközeg áramlási kicsi miatt a nagy részén a szekrény, ami az alacsony hőátadási együtthatók külső oldalán a tekercs fal.
Egyszerűség a berendezés, az alacsony költség, a beszerezhetőség külső tekercs fal tisztítást és az ellenőrzést, a képesség, hogy fenntartsák a nagy nyomás a tekercsek elegendő elmerült hőcserélők széles körben használják az iparban. Az egyik fő hátránya, tekercselt hőcserélő merülő típusú kell jegyezni, viszonylag kis hőátadó felület (10-15 m2).
Elég széles körben használják a kémiai technológiák hőcserélők a külső tekercsek. amelyek használata lehetővé teszi a működést magas nyomás. Ahhoz, hogy a tartály fala (általában reaktorok) külsőleg hegesztett tekercsek készült fél hengert vagy szögletes acél.
A berendezés előnye, hegesztett tekercsek az a lehetőség, elválasztó cső-coil rendszer különálló szakaszokba táplált függetlenül. Engedélyezése és tiltása egyes szakaszok is vezérelhető fűtési vagy hűtési berendezés. Egy fontos előnye az ilyen típusú hőcserélők, hogy a hegesztési anyag a tekercsek olcsóbb lehet, mint a test anyaga egységet.
Öntöző hőcserélők főleg hűtésére folyadékok és gázok vagy gőzök kondenzációs. Öntözés hőcserélő egy tekercs elhelyezve egymás fölött egyenes csövek összekapcsolt kalatches. Külső cső öntözött szállított víz a csúszda a egyenletes eloszlását hűtővíz teljes hosszában a felső csőkígyó. A szennyvíz ömlik a olajteknő. Átáramlik a csövek lehűtjük hűtőfolyadék.
Mosóvíz hőcserélő, amikor folyik le végig a külső falak a cső részben elpárolog. Folyamat kellően intenzív hőcsere, ezáltal a víz áramlását hűtésére a hőcserélők az öntözés kisebb, mint a más típusú hűtőgépek. De lehet, hogy visszafordíthatatlan vízveszteséget. A hátrányok ilyen hőcserélők tartalmaznia kell a testességet, egyenetlen nedvesítése külső felületének csövek, amelyek alsó sorok nem lehet nedvesíteni, és lényegében nem vesznek részt a hőátadás. Ezért, annak ellenére, hogy az egyszerű előállítás, egyszerű a tisztítás a külső falak a csövek, és egyéb előnyöket, az öntözés hőcserélők használata korlátozott.
Hőcserélő A bordázott csövek. A szakmában meglehetősen gyakori hőcserélő folyamatokat, amelyekben mindkét oldalán a hőátadó felület a hőátadási jelentősen eltérnek nagyságát. Például, amikor fűtött levegő vízgőz lecsapódását hőátadási koefficiens a gőzt a fal körülbelül 10.000-15.000 W / (m2K), és a faltól, hogy a felmelegített levegő - 10-50 W / (m2K). A bordás csövek a levegő oldali jelentősen növelheti a hőterhelés hőcserélő növelésével hőátadó felületet a hűtőfolyadék alacsony hőátadási tényező. Bordázott csövek is használják fűtésre vagy hűtésre a nagy viszkozitású folyadékok.
Szerkezetek bordázott hőcserélők vannak kialakítva, nagyon eltérő szerkezetek, mint bordázott csövek és lapos hőátadó felületeket.
Lemezes hőcserélők vannak összeállítva egy csomag hullámosított lemezek, amelyek széleit fektetik gumi tömítések (ábra. 3.9).
Amikor összenyomjuk a csomag a lemezek között vannak kialakítva hornyos csatornák, amelyek hűtőszereket szállított. Így a fő rész egy hullámosított lemezes hőcserélő sajtolt acéllemez, amelynek a kontúrja a gumi pad. A sarkok a lemez nyílások vannak az ellátási vagy eltávolítását hűtőfolyadék. Hogy növelje a felület hőcserélő és a turbulencia a hűtőfolyadék áramlását áramló része a lemez, hogy hullámos vagy bordázott, a bordák lehet elhelyezni a vízszintes vagy a „karácsonyfa”.
Mivel a hűtőfolyadék sebessége jelentős a hasíték csatornák (1-3 m / s), a hőátadási tényező a lemezes hőcserélők eléri a magas értékek a sorrendben 4000 W / (m2K) viszonylag alacsony hidraulikai ellenállás.
Az anyag a lemezek egy rozsdamentes acél, titán, alumínium, nikkel-ezüst, tömítés anyaga - gumi ragasztó, egy szintetikus gumi.
Lemezes hőcserélők meglehetősen könnyen gyártható, könnyen szétszerelhető és javítás. Azonban, a tömítő lemez egy komoly probléma. Emiatt azok használatáról itt nagy nyomást nehéz.
A hőcserélő részén áll 4, 6 vagy 8 sort 3 csővezeték (ábra. 3.12) elhelyezett csúcsai egy egyenlő oldalú háromszög tubesheets 1. csövek rögzítve flare vagy flare hegesztéssel. Szakaszok lehetnek egy- vagy többrétegű.