загрузка...
загрузка...
Характеристика роботи

Реферат

Кількість сторінок: 11

Безкоштовна робота

Трубчасті теплообмінники. Кожухотрубчасті теплообмінники належать до найбільш поширених апаратів. На мал. 1 показаний кожухотрубчастий теплообмінник жорсткої конструкції, який складається з корпусу, або кожуха, 1 і приварених до нього трубних решіток 2 з пучком труб 3. Виступаючі з корпусу частини решіток є одночасно фланцями, до яких на прокладках і болтах 6 кріпляться сферичні або плоскі днища 4. Теплообмінники кріпляться на лапах 7.

У кожухотрубчастому теплообміннику одна з тих, що обмінюються теплом середовищ — І рухається усередині труб — в трубному просторі, а інша — II — в міжтрубному, омиваючи пучок труб зовні. При цьому середовище, що нагрівається, направляють знизу — вгору, а середовище, що віддає тепло, - в протилежному напрямі.

Труби в решітках зазвичай розміщують рівномірно по периметрах правильних шестикутників, що забезпечує компактність розташування. Іноді труби розміщують по концентричних колах. При необхідності забезпечення очищення зовнішніх поверхонь труб застосовується коридорне розташування — по сторонах квадратів.

Теплообмінник, зображений на мал. 1, є одноходовим. Внаслідок великого сумарного прохідного перетину труб і міжтрубного простору швидкості протікання теплоносіїв невеликі і коефіцієнти тепловіддачі в цьому теплообміннику порівняно низькі. Для збільшення швидкості протікання в трубному і міжтрубному просторах встановлюють перегородки, зменшуючи перетини потоку рідини. На мал. 2 представлений такий багатоходовий теплообмінник, який має два ходи по трубному простору і сім ходів по міжтрубному.

Кожухотрубчасті теплообмінники розташовуються вертикально або горизонтально.

При великих різницях температур за рахунок неоднакових температурних видовжень в зварювальних швах приєднання кожухів до фланців, в місцях закладення труб в решітках виникає значна напруга, яка може перевищити межу міцності матеріалу. Для запобігання руйнуванню апарату, яке може послідувати за цим, застосовуються конструкції, в яких пучок труб і кожух переміщаються, компенсуючи температурні видовження. Такі конструкції застосовуються при різниці температур пучка труб і кожуха, що перевищує 50°С.

Мал. 1. Кожухотрубчатий теплообмінник:

1 — корпус, або кожух, 2 — трубні решітоки, 3 — труби, 4 — днища, 5 — фланці, 6 — болти, 7 — лапи

Найбільш простою є конструкція теплообмінника з лінзовим компенсатором, розташованим на кожусі (мал. 3, а), вживаним при невеликих переміщеннях. При більшій довжині труб і великих переміщеннях застосовуються теплообмінники з плаваючою головкою (мал. 3, б). Верхня частина корпусу теплообмінника цієї конструкції приєднана на фланці до верхніх трубних решіток. Нижня трубна решітка, яка з нижньою частиною корпусу 1 безпосередньо не зв'язана, має самостійне днище 3, укріплене на болтах і прокладках. Таким чином, пучок труб може вільно переміщатися щодо зовнішнього корпусу, не викликаючи в деталях температурної напруги.

Рис 2. Багатоходовий кожухотрубчастий теплообмінник:

1 – кожух, 2 - перегородки в міжтрубному просторі, 3 - перегородка в трубному просторі

На мал. 3, в показана конструкція теплообмінника з компенсуючим пристроєм у вигляді U-подібних труб. Корпус 1 не пов'язаний жорстко з трубами 2, і кожен елемент може подовжуватися, не викликаючи термічної напруги в місцях приєднання.

Мал. 3. Теплообмінник з компенсуючими пристроями:

а — з лінзовим компенсатором, б — з плаваючою головкою, в — з U-подібними трубами; 1 — корпус, 2 — труби, 3 — внутрішнє днище

Кріплення труб в трубних решітках залежно від властивостей вживаних матеріалів, тиску, необхідній герметичності виконують різними способами (мал. 4).

Найпоширеніший спосіб кріплення сталевих труб — розвальцьовування (мал. 4, а). Чисто оброблені кінці труб і отворів в трубних решітках (при мінімальних зазорах) спеціальним інструментом — розвальцьовуванням розкочують зсередини, деформують і щільно сполучають з тілом трубних решіток. У разі роботи конструкції при підвищеному тиску і необхідності збільшення її міцності в поверхнях отворів трубних решіток виконують канавки, в які при розвальцьовуванні затікає матеріал трубок, — утворюються утримуючі поясочки, показані на мал. 4, б.

В деяких випадках, якщо дозволяють властивості матеріалів, труби сполучають з трубними решітками зваркою (мал. 4, в) або паянням (мал. 4, г). Іноді труби кріплять за допомогою роз'ємних сальникових пристроїв, що дозволяють при необхідності легкого їх замінювати.

Сталеві кожухотрубчасті теплообмінники стандартизовані по ГОСТ 15122-69.

Мал. 4. Способи кріплення труб в трубних решітках:

а — розвальцьовування, б — розвальцьовування з канавками, в — зварка, г — паяння

Теплообмінник типу «труба в трубі» (мал. 5) є декількома прямолінійними відрізками труб 1, кожний з яких поміщений в трубу 2 більшого діаметру. Внутрішні труби 1 сполучені між собою послідовно «калачами» 3, наружні — патрубками з фланцями. Окремі елементи теплообмінника збираються у вертикальні секції.

Мал. 5. Теплообмінник типу «труба в трубі»:

1 — внутрішня труба, 2 — зовнішня труба, 3 — сполучні «калачі»

Завдяки малим перетинам внутрішньої труби і кільцевого зазору навіть при невеликих витратах теплоносіїв досягаються високі швидкості потоку рідини — 1—2,5 м/с. Це забезпечує високі коефіцієнти тепловіддачі. Проте теплообмінники типу «труба в трубі» громіздкі і більш металоємні, ніж кожухотрубчасті теплообмінники. Теплообмінники виготовляються по ГОСТ 9930—61.