Plastični in cevni toplotni izmenjevalniki. Toplotni izmenjevalniki in oprema
OBLOŠČI IN CEVNI TOPLOTNI IZMENJEVALNIKI.
Togi tip toplotnih izmenjevalnikov (slika 8.3.2) imajo valjasto telo 1 , v katerega je nameščen cevni snop 2, pritrjena v cevne plošče 4, v kateri so cevi pritrjene z razširjanjem ali varjenjem. Telo naprave je pokrito 5 in 6. Pregrade so nameščene znotraj telesa 3, ustvarjanje določene smeri toka in povečanje njegove hitrosti v telesu (slika 8.3.4).
riž. 8.3.2. Togi toplotni izmenjevalnik s lupino in cevi:
1 - ohišje (ohišje); 2 - cev; 3 - prečna predelna stena; 4 - cevni list; 5 - pokrov; 6 - pokrov (razvodna škatla); 3,8 - vzdolžne predelne stene v razvodni omarici in v ohišju.
riž. 8.3.3. Plastični toplotni izmenjevalec s kompenzatorjem leč na ohišju.
Za podaljšanje poti tekočine v telesu so snopi cevi opremljeni s prečnimi predelnimi stenami. od jeklena pločevina debeline 5 mm ali več. Razdalja med predelnimi stenami je vzeta od 0,2 m do 50 D N je zunanji premer cevi za izmenjavo toplote. Geometrijska oblika pregrade in njihova medsebojna razporeditev določata naravo gibanja toka skozi ohišje toplotnega izmenjevalnika.
riž. 8.3.4. Vrste prečnih pregrad:
I - s sektorskim izrezom, ki zagotavlja pretok tekočine vzdolž vijačne črte;
II - z zarezanim rezom, ki zagotavlja valovito gibanje;
III - s segmentnim izrezom;
IV - obroč, ki zagotavlja gibanje od obrobja do središča in obratno.
Prečne predelne stene so pritrjene ena glede na drugo z distančnimi cevmi, ki so nanje pritisnjene s skupnimi palicami (običajno štirimi). Prečne predelne stene služijo poleg tehnološkega namena tudi kot vmesna podpora za snop cevi, ki preprečujejo upogibanje, ko je aparat vodoravno.
Eden od medijev za izmenjavo toplote se premika skozi cevi, drugi pa - znotraj telesa med cevmi. V cevi je dovoljen bolj onesnažen medij, pa tudi medij z nižjim koeficientom prehoda toplote, saj je čiščenje zunanja površina cevi je težko, hitrost gibanja medija v obročastem prostoru pa je manjša kot v ceveh.
Ker se temperature medijev za izmenjavo toplote razlikujejo, so telo in cevi različne raztezke, kar vodi do dodatnih napetosti v elementih toplotnega izmenjevalnika. Pri veliki temperaturni razliki lahko to povzroči deformacijo in celo uničenje cevi in telesa, kršitev gostote sežganja itd. Torej trdi izmenjevalniki toplote se uporabljajo, kadar temperaturna razlika med toplotno izmenjevalnimi mediji ni večja od 50 °C.
Toplotni izmenjevalniki s kompenzatorjem leč na ohišju (slika 8.3.3) se uporabljajo za zmanjšanje toplotnih napetosti v napravah togega tipa. Takšni toplotni izmenjevalniki imajo na telesu lečalni kompenzator, zaradi deformacije katerega se zmanjšajo temperaturne sile v telesu in ceveh. To zmanjšanje je večje od več številka leče na kompenzatorju.
Toplotni izmenjevalniki s plavajočo glavo (slika 8.3.5) našel najširšo uporabo. Pri teh napravah je en konec snopa cevi pritrjen v cevno ploščo, ki je povezana s telesom (levo na sliki), drugi konec pa se lahko prosto premika glede na telo s temperaturnimi spremembami dolžine cevi. To odpravlja toplotne napetosti v konstrukciji in omogoča delo z velikimi temperaturnimi razlikami medijev za izmenjavo toplote. Poleg tega je možno čiščenje cevnega snopa in telesa aparata ter olajšana zamenjava snopov cevi. Vendar je zasnova toplotnih izmenjevalnikov s plavajočo glavo bolj zapletena in plavajoča glava ni dostopna za pregled med delovanjem aparata.
riž. 8.3.5. Toplotni izmenjevalnik z lupino in cevi s plavajočo glavo:
1 - ohišje; 2,3 - dovodne in izstopne komore (pokrovi); 4 - snop cevi; 5 - cevni listi; 6 - plavajoči pokrov glave; 7 - predelne stene; 8 - sponke za pritrditev pokrova; 9 - nosilci; 10 - temelj; 11 - obročaste vodilne pregrade; 12 - drsna podpora cevnega snopa; I, II - dovod in izhod hladilne tekočine za ogrevanje; III, IV - dovod in izhod ogrevanega toka.
Pregrade, nameščene v razdelilni komori in v plavajoči glavi, povečajo število prehodov v snopu cevi. To omogoča povečanje hitrosti toka in koeficienta prenosa toplote na notranja stena cevi.
Obročasti prostor naprav s plavajočo glavo se običajno izvaja kot enoprehodni. Z dvema premikoma je v telo nameščena vzdolžna predelna stena. Vendar pa je v tem primeru potrebno posebno tesnilo med pregrado in ohišjem. Površina toplotne izmenjevalne površine cevnih toplotnih izmenjevalnikov je lahko 1200 m 2 z dolžino cevi od 3 do 9 m; pogojni tlak doseže 6,4 MPa.
U-cevni toplotni izmenjevalniki (slika 8.3.6) imajo cevni snop, katerega cevi so upognjene v obliki latinske črke in, oba konca pa sta pritrjena v cevni plošči, kar zagotavlja prosto raztezanje cevi, ne glede na telo. Takšni toplotni izmenjevalniki se uporabljajo pri povišanih tlakih. Medij, ki se pošlje v cevi, mora biti dovolj čist, saj je čiščenje notranjosti cevi težko.
riž. 8.3.5. Toplotni izmenjevalec z lupino in cevi s plavajočo glavo.
Slika 8.3.6. Plastični in cevni toplotni izmenjevalec z U-cevmi
Odvisno od števila vzdolžnih predelnih sten v telesu in razvodne omarice toplotno izmenjevalne lupino-cevne naprave so razdeljene na eno-, dvo- in večprehodne tako v cevi kot v obročastem prostoru. Torej, na sl. 8.3.2 toplotni izmenjevalec je dvohoden tako v cevi kot v obročastem prostoru, kar se doseže z vgradnjo vzdolžnih pregrad 7 in 8.
toplotni izmenjevalniki tipa cev v cevi.
Za razliko od cevnih naprav, kjer je v ohišju nameščen snop več sto cevi, ima pri tovrstnih napravah vsaka cev svoje lastno ohišje (slika 8.3.7). Toplotni izmenjevalnik je sestavljen iz več takšnih odsekov, ki so povezani s kolektorji na vstopu in izstopu hladilne tekočine za ogrevanje. Takšne naprave se uporabljajo za ogrevanje viskoznih in visoko viskoznih naftnih derivatov (olje, dizelsko gorivo, kurilno olje, katrani).
Naprave "cev v cevi" so narejene neločljive in zložljive. Prvi od njih se uporablja za medije, ki ne dajejo usedlin v obročastem prostoru, katerih zunanje cevi so povezane z varilnimi šobami. Priključki notranjih cevi takšnih naprav so lahko togi (prehodni dvojčki 3 privarjeni na cevi) in snemljivi (dvojčki na prirobnicah, kot je prikazano na sliki). S togim sistemom se toplotni izmenjevalec lahko uporablja za takšne medije, pri katerih temperaturna razlika med zunanjo in notranjo cevjo ne sme presegati 50 ° C.
riž. 8.3.7. Odsek štirismernega neločljivega toplotnega izmenjevalnika tipa "cev v cevi":
1, 2 - zunanje in notranje cevi; 3 - rotacijski dvojnik; I, II - dovod in izhod hladilne tekočine za ogrevanje; III, IV - dovod in izhod ogrevanega toka.
riž. 8.3.8. Odsek enotočnega zložljivega toplotnega izmenjevalnika tipa "cev v cevi":
1 - zunanje cevi; 2 - notranje cevi; 3 - pokrov; 4 - rotacijski dvojčki; 5 - predelna stena; 6 - cevni list; A - dovod in izstop bolj onesnaženega toka; B - dovod in izstop manj onesnaženega toka
Zložljive naprave "cev v cevi" (slika 8.3.8) so izdelane iz odsekov, kjer so zunanje cevi 4 združena s skupnim pokrovom 3, ki služi za obračanje toka hladilne tekočine iz ene zunanje cevi v drugo, notranje cevi pa so povezane s pomočjo vrtljivih dvojčkov na prirobnicah znotraj tega pokrova. Iz takšnih odsekov je mogoče pridobiti baterijo večtočne naprave, če je pretok hladilne tekočine visok (10–200 t/h v cevi in do 300 t/h v obroču). Prednost zložljivih aparatov cev-v-cevi je, da jih je mogoče redno (tako kot lupino in cev) čistiti usedlin in zamenjati notranje ali zunanje cevi v primeru poškodb ali korozije.
Običajno je v napravah "cev v cevi" dovoljen bolj onesnažen pretok hladilne tekočine skozi notranje cevi in manj onesnažen - skozi obroč.
V toplotnih izmenjevalnikih zložljiva zasnova notranje cevi na zunanji strani lahko imajo rebra za povečanje površine izmenjave toplote in s tem povečanje učinkovitosti prenosa toplote. Zložljivi toplotni izmenjevalniki omogočajo čiščenje zunanjih in notranje površine cevi, kot tudi uporabo rebrastih notranjih cevi. To omogoča znatno povečanje količine prenesene toplote.. Slika 8.3.9 prikazuje rebraste cevi.
riž. 8.3.9. Rebraste cevi:
a - varjena rebra v obliki korita; b - valjana rebra; c - ekstrudirana rebra; g - varjena rebra v obliki konic; d - rebrasta rebra.
Sestavljen in za delo pripravljen ploščni toplotni izmenjevalnik je majhnih dimenzij in visoka stopnja izvedba. Ja, konkretno delovna površina taka naprava lahko doseže 1.500 m 2 /m 3. Zasnova takšnih naprav vključuje niz valovitih plošč, ki so med seboj ločene s tesnili. Tesnila tvorijo zaprte kanale. Medij, ki oddaja toploto, teče v prostoru med votlinami, znotraj votlin pa je medij, ki toploto absorbira ali obratno. Plošče so nameščene na okvirju palice in so nameščene tesno druga glede na drugo.
Vsaka plošča je opremljena z naslednjim kompletom tesnil:
- obodno tesnilo, ki omejuje kanal za hladilno tekočino in dve luknji za njen dovod in izstop;
- dva majhna distančnika, ki izolirata drugi dve kotni luknji za prehod drugega toplotnega medija.
Tako ima zasnova štiri ločene kanale za dovod in izstop dveh medijev, vključenih v procese izmenjave toplote. Ta vrsta aparata je sposobna razporediti tokove po vseh kanalih vzporedno ali zaporedno. Torej, če je potrebno, lahko vsak tok poteka skozi vse kanale ali določene skupine.
K vrlinam te vrste naprave, je običajno pripisati intenzivnost procesa izmenjave toplote, kompaktnost, pa tudi možnost popolna razčlenitev enota za čiščenje. Pomanjkljivosti vključujejo potrebo po natančni montaži za ohranjanje tesnosti (zaradi velikega števila kanalov). Poleg tega je pomanjkljivost te zasnove nagnjenost k koroziji materialov, iz katerih so izdelana tesnila, in omejena toplotna odpornost.
V primerih, ko je možna kontaminacija ogrevalne površine z enim od toplotnih nosilcev, se uporabljajo enote, katerih zasnova je sestavljena iz parno varjenih plošč. Če je iz obeh toplotnih nosilcev izključena kontaminacija ogrevane površine, je varjen neločljiv toplotni izmenjevalci(kot na primer aparat z valovitimi kanali in navzkrižnim tokom toplotnih nosilcev).
Načelo delovanja ploščnega toplotnega izmenjevalnika
Ploščni toplotni izmenjevalec za dizelsko gorivo
| ime | vroča stran | hladna stran |
|---|---|---|
| Poraba (kg/h) | 37350,00 | 20000,00 |
| Vhodna temperatura (°C) | 45,00 | 24,00 |
| Izhodna temperatura (°C) | 25,00 | 42,69 |
| Izguba tlaka (bar) | 0,50 | 0,10 |
| Prenos toplote (kW) | 434 | |
| Termodinamične lastnosti: | Dizelsko gorivo | Voda |
| Specifična teža (kg/m³) | 826,00 | 994,24 |
| 2,09 | 4,18 | |
| Toplotna prevodnost (W/m*K) | 0,14 | 0,62 |
| Povprečna viskoznost (mPa*s) | 2,90 | 0,75 |
| Viskoznost na steni (mPa*s) | 3,70 | 0,72 |
| dovodna cev | B4 | F3 |
| Izhodna cev | F4 | B3 |
| Dizajn okvirja/plošče: | ||
| 2 x 68 + 0 x 0 | ||
| Razporeditev plošč (prehod*kanal) | 1 x 67 + 1 x 68 | |
| Število plošč | 272 | |
| 324,00 | ||
| Vstavite material | 0,5 mm AL-6XN | |
| NITRIL | / 140 | |
| 150,00 | ||
| 16.00 / 22.88 PED 97/23/ES, Kat II, Modul Al | ||
| 16,00 | ||
| Vrsta okvirja / premaz | IS št. 5 / Kategorija C2 | RAL5010 |
| DN 150 Prirobnica St.37PN16 | ||
| DN 150 Prirobnica St.37PN16 | ||
| Prostornina tekočine (l) | 867 | |
| Dolžina okvirja (mm) | 2110 | |
| Največje število plošč | 293 | |
Ploščni toplotni izmenjevalec za surovo nafto
| ime | vroča stran | hladna stran |
|---|---|---|
| Poraba (kg/h) | 8120,69 | 420000,00 |
| Vhodna temperatura (°C) | 125,00 | 55,00 |
| Izhodna temperatura (°C) | 69,80 | 75,00 |
| Izguba tlaka (bar) | 53,18 | 1,13 |
| Prenos toplote (kW) | 4930 | |
| Termodinamične lastnosti: | Steam | Surovo olje |
| Specifična teža (kg/m³) | 825,00 | |
| Specifična toplota (kJ/kg*K) | 2,11 | |
| Toplotna prevodnost (W/m*K) | 0,13 | |
| Povprečna viskoznost (mPa*s) | 20,94 | |
| Viskoznost na steni (mPa*s) | 4,57 | |
| Stopnja onesnaženosti (m²*K/kW) | 0,1743 | |
| dovodna cev | F1 | F3 |
| Izhodna cev | F4 | F2 |
| Dizajn okvirja/plošče: | ||
| Razporeditev plošč (prehod*kanal) | 1 x 67 + 0 x 0 | |
| Razporeditev plošč (prehod*kanal) | 2 x 68 + 0 x 0 | |
| Število plošč | 136 | |
| Dejanska ogrevalna površina (m²) | 91.12 | |
| Vstavite material | 0,6 mm AL-6XN | |
| Material tesnila / Maks. tempo. (°C) | VITON | / 160 |
| maks. konstrukcijska temperatura (C) | 150,00 | |
| maks. delovni tlak/test. (bar) | 16.00 / 22.88 PED 97/23/ES, Kat III, Modul B+C | |
| maks. diferenčni tlak (bar) | 16,00 | |
| Vrsta okvirja / premaz | IS št. 5 / Kategorija C2 | RAL5010 |
| Vroče stranske povezave | DN 200 Prirobnica St.37PN16 | |
| Povezave vklopljene hladna stran | DN 200 Prirobnica St.37PN16 | |
| Prostornina tekočine (l) | 229 | |
| Dolžina okvirja (mm) | 1077 | |
| Največje število plošč | 136 | |
Ploščni toplotni izmenjevalec
Plošni toplotni izmenjevalec za propan
| ime | vroča stran | hladna stran |
|---|---|---|
| Poraba (kg/h) | 30000,00 | 139200,00 |
| Vhodna temperatura (°C) | 85,00 | 25,00 |
| Izhodna temperatura (°C) | 30,00 | 45,00 |
| Izguba tlaka (bar) | 0,10 | 0,07 |
| Prenos toplote (kW) | 3211 | |
| Termodinamične lastnosti: | Propan | Voda |
| Specifična teža (kg/m³) | 350,70 | 993,72 |
| Specifična toplota (kJ/kg*K) | 3,45 | 4,18 |
| Toplotna prevodnost (W/m*K) | 0,07 | 0,62 |
| Povprečna viskoznost (mPa*s) | 0,05 | 0,72 |
| Viskoznost na steni (mPa*s) | 0,07 | 0,51 |
| Stopnja onesnaženosti (m²*K/kW) | ||
| dovodna cev | F1 | F3 |
| Izhodna cev | F4 | F2 |
| Dizajn okvirja/plošče: | ||
| Razporeditev plošč (prehod*kanal) | 1 x 101 + 0 x 0 | |
| Razporeditev plošč (prehod*kanal) | 1 x 102 + 0 x 0 | |
| Število plošč | 210 | |
| Dejanska ogrevalna površina (m²) | 131,10 | |
| Vstavite material | 0,6 mm AL-6XN | |
| Material tesnila / Maks. tempo. (°C) | NITRIL | / 140 |
| maks. konstrukcijska temperatura (C) | 150,00 | |
| maks. delovni tlak/test. (bar) | 20,00 / 28,60 PED 97/23/ES, Kat IV, Modul G | |
| maks. diferenčni tlak (bar) | 20,00 | |
| Vrsta okvirja / premaz | IS št. 5 / Kategorija C2 | RAL5010 |
| Vroče stranske povezave | DN 200 Prirobnica AISI 316 PN25 DIN2512 | |
| Priključki na hladni strani | DN 200 Prirobnica AISI 316 PN16 | |
| Prostornina tekočine (l) | 280 | |
| Dolžina okvirja (mm) | 2107 | |
| Največje število plošč | 245 | |
Opis ploščatih toplotnih izmenjevalcev
Specifična delovna površina te naprave lahko doseže 2.000 m 2 /m 3. Prednosti takšnih struktur vključujejo:
- možnost izmenjave toplote med tremi ali več nosilci toplote;
- lahka teža in glasnost.
Strukturno so toplotni izmenjevalniki ploščatih plavuti sestavljeni iz tankih plošč, med katerimi so valovite plošče. Ti listi so spajkani na vsako ploščo. Tako je hladilna tekočina razdeljena na majhne tokove. Naprava je lahko sestavljena iz poljubnega števila plošč. Nosilci toplote se lahko premikajo:
- sočasno;
- navzkrižni tok.
Obstajajo naslednje vrste reber:
- valoviti (valoviti), ki tvorijo valovito črto vzdolž toka;
- zlomljeni robovi, t.j. zamik drug glede na drugega;
- luskasta rebra, t.j. imajo reže, ki so upognjene v eno ali različne smeri;
- bodičasta, tj. iz žice, ki je lahko razporejena ali v vrsti.
Lamelasto rebrasto toplotni izmenjevalci uporabljajo kot regenerativni toplotni izmenjevalci.
Blok grafitni toplotni izmenjevalniki: opis in uporaba
Toplotni izmenjevalniki izdelane iz grafita odlikujejo naslednje lastnosti:
- visoka odpornost proti koroziji;
- visoka stopnja toplotne prevodnosti (lahko doseže do 100 W/(m K)
Zaradi teh lastnosti se toplotni izmenjevalci te vrste pogosto uporabljajo kemična industrija. Najpogosteje uporabljen blok grafitni aparat, katerega glavni element je grafitni blok v obliki paralelepipeda. Blok ima luknje, ki se ne prekrivajo (navpične in vodoravne), ki so namenjene gibanju hladilnih tekočin. Zasnova blokovnega grafitnega toplotnega izmenjevalnika lahko vključuje enega ali več blokov. Dvosmerno gibanje hladilne tekočine se izvaja vzdolž vodoravnih lukenj v bloku, kar je možno zaradi stranskih kovinskih plošč. Hladilna tekočina, ki se premika skozi navpične luknje, naredi en ali dva udarca, kar je določeno z zasnovo pokrovov (zgornji in spodnji). V toplotnih izmenjevalnikih s povečanimi stranskimi površinami lahko hladilna tekočina, ki se premika navpično, naredi dva ali štiri takte.
Grafitni toplotni izmenjevalec, impregniran s fenolno smolo, obročast blok, s toplotno izmenjevalno površino 320 m 2
Toplotni izmenjevalnik z grafitnim obročem za H2SO4
Specifikacije:
| hladilnik | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| ime | Dimenzija | vroča stran | hladna stran | ||
| Vhod | Izhod | Vhod | Izhod | ||
| sreda | H2SO4 (94 %) | Voda | |||
| Poraba | m³/h | 500 | 552,3 | ||
| Delovna temperatura | °C | 70 | 50 | 28 | 40 |
| fiz. Lastnosti | |||||
| Gostota | g/cm³ | 1,7817 | 1,8011 | 1 | |
| Specifična toplota | kcal/kg °C | 0,376 | 0,367 | 1 | |
| viskoznost | cP | 5 | 11,3 | 0,73 | |
| Toplotna prevodnost | kcal/hm°C | 0,3014 | 0,295 | 0,53 | |
| Absorbirana toplota | kcal/h | 6628180 | |||
| Popravljena povprečna temperaturna razlika | °C | 25,8 | |||
| Diferencialni tlak (dopustno/izračun) | kPa | 100/65 | 100/45 | ||
| Koeficient toplotne prehodnosti | kcal/hm²°C | 802,8 | |||
| Faktor onesnaževanja | kcal/hm²°C | 5000 | 2500 | ||
| Pogoji oblikovanja | |||||
| Projektni tlak | bar | 5 | 5 | ||
| konstrukcijsko temperaturo | °C | 100 | 50 | ||
| Specifikacija / materiali | |||||
| Zahtevana površina za prenos toplote | m² | 320 | |||
| Tesnila, material | teflon (fluoroplast) | ||||
| Bloki, material | Grafit, impregniran s fenol-aldehidnim polimerom | ||||
| Dimenzije (premer × dolžina) | mm | 1400*5590 | |||
| Notranji premer kanala, aksialni/radialni | 20 mm/14 mm | ||||
| Število prehodov | 1 | 1 | |||
| Število blokov | 14 | ||||
Grafitni toplotni izmenjevalec za raztopino hidrata titanovega dioksida in žveplove kisline
Specifikacije:
| ime | Dimenzija | vroča stran | hladna stran | ||
|---|---|---|---|---|---|
| Vhod | Izhod | Vhod | Izhod | ||
| sreda | Suspenzija hidrata titanovega dioksida in 20 % H2SO4 | Voda | |||
| Poraba | m³/h | 40 | 95 | ||
| Delovna temperatura | °C | 90 | 70 | 27 | 37 |
| Delovni tlak | bar | 3 | 3 | ||
| Površina za izmenjavo toplote | m² | 56,9 | |||
| Fizične lastnosti | |||||
| Gostota | kg/m³ | 1400 | 996 | ||
| Specifična toplota | kJ/kg∙°C | 3,55 | 4,18 | ||
| Toplotna prevodnost | W/m∙K | 0,38 | 0,682 | ||
| Dinamična viskoznost | sp | 2 | 0,28 | ||
| Toplotna odpornost na onesnaženje | W/m²∙K | 5000 | 5000 | ||
| Padec tlaka (izračunan) | bar | 0,3 | 0,35 | ||
| Izmenjava toplote | kW | 1100 | |||
| Povprečna temperaturna razlika | OS | 47,8 | |||
| Koeficient toplotne prehodnosti | W/m²∙K | 490 | |||
| Pogoji oblikovanja | |||||
| Projektni tlak | bar | 5 | 5 | ||
| konstrukcijsko temperaturo | °C | 150 | 150 | ||
| materiali | |||||
| Tesnila | PTFE | ||||
| ohišje | Ogljikovo jeklo | ||||
| Bloki | Grafit impregniran s fenolno smolo | ||||
Toplovodi za kemično industrijo
Toplovod je obetavna naprava, ki se uporablja v kemični industriji za intenziviranje procesov prenosa toplote. Toplotna cev je v celoti zatesnjena cev s katerim koli profilom, iz kovine. Telo cevi je obloženo s porozno-kapilarnim materialom (stenjem), steklenimi vlakni, polimeri, poroznimi kovinami itd. Količina dobavljene hladilne tekočine mora zadostovati za impregniranje stenja. Omejevanje delovna temperatura se giblje od poljubne nizke do 2000 °C. Kot hladilno sredstvo uporabite:
- kovine;
- organske tekočine z visokim vreliščem;
- sol se topi;
- voda;
- amoniak itd.
En del cevi se nahaja v območju odvajanja toplote, preostali del - v coni kondenzacije hlapov. V prvi coni nastanejo hlapi hladilne tekočine, v drugem pa kondenzirajo. Kondenzat se zaradi delovanja kapilarnih sil stenja vrne v prvo cono. Veliko število centrov izhlapevanja prispeva k zmanjšanju pregrevanja tekočine med njenim vrenjem. V tem primeru se koeficient prenosa toplote med izhlapevanjem znatno poveča (od 5 do 10-krat). Indeks moči toplotne cevi je določen s kapilarnim tlakom.
Regeneratorji
Regenerator ima telo, okroglo ali pravokotno v prerezu. To telo je narejeno iz pločevine ali opeke, glede na temperaturo, ki se vzdržuje med delovanjem. V notranjost enote je nameščeno težko polnilo:
- opeka;
- šamot;
- valovita kovina itd.
Regeneratorji so praviloma seznanjene naprave, tako da skoznje tečeta hkrati hladen in vroč plin. Vroč plin prenaša toploto na šobo, hladen pa jo sprejema. Delovni cikel je sestavljen iz dveh obdobij:
- ogrevanje šobe;
- hlajenje šobe.
Šobo za opeko lahko položite v drugačnem vrstnem redu:
- red koridorja (tvori številne neposredne vzporedne kanale);
- vzorec šahovnice(tvori kanale kompleksne oblike).
Regeneratorji so lahko opremljeni s kovinskimi šobami. Obetavna naprava je regenerator, opremljen s padajočo gosto plastjo zrnatega materiala.
Mešalni toplotni izmenjevalci. Mešalni kondenzatorji. Bubbler. Hladilniki
Za izmenjavo toplote snovi (tekočine, plini, zrnati materiali) z njihovim neposrednim stikom ali mešanjem je značilna največja stopnja intenzivnosti. Uporaba te tehnologije je odvisna od potrebe tehnološki proces. Uporablja se za mešanje tekočin:
- kapacitivni aparat, opremljen z mešalom;
- injektor (uporablja se tudi za neprekinjeno mešanje plinov).
Tekočine se lahko segrejejo s kondenzacijo pare v njih. Para se uvaja skozi več lukenj v cevi, ki je ukrivljena v obliki kroga ali spirale in se nahaja v spodnjem delu aparata. Naprava, ki zagotavlja pretok tega tehnološkega procesa, se imenuje mehurček.
Ohlajanje tekočine na temperaturo blizu 0 °C lahko izvedemo z uvedbo ledu, ki lahko pri taljenju absorbira do 335 kJ/kg toplote ali utekočinjenih nevtralnih plinov, za katere je značilno visoka temperatura izhlapevanje. Včasih se uporabljajo hladilne mešanice, ki absorbirajo toploto po raztapljanju v vodi.
Tekočino lahko segrejemo s stikom z vročim plinom in ohladimo s stikom s hladnim. Takšen postopek zagotavljajo čistilniki (navpični aparati), kjer tok ohlajene ali ogrete tekočine teče navzdol proti naraščajočemu plinskemu toku. Čistilnik lahko napolnite z različnimi šobami, da povečate kontaktno površino. Šobe razbijejo tok tekočine v majhne tokove.
V skupino mešalnih toplotnih izmenjevalcev sodijo tudi mešalni kondenzatorji, katerih funkcija je kondenzacija hlapov z neposrednim stikom z vodo. Mešalni kondenzatorji so lahko dveh vrst:
- pretočni kondenzatorji (para in tekočina se premikata v isti smeri);
- protitočni kondenzatorji (para in tekočina se premikata v nasprotnih smereh).
Za povečanje površine stika med paro in tekočino je tok tekočine razdeljen na majhne tokove.
Hladilnik zraka z rebrasto cevjo
Veliko kemičnih obratov proizvaja veliko število sekundarna toplota, ki se ne rekuperira v toplotnih izmenjevalnikih in je ni mogoče ponovno uporabiti v procesih. Ta toplota se odstrani na okolje in zato je treba čim bolj zmanjšati možne posledice. Za te namene se prijavite Različne vrste hladilniki.
Zasnova hladilnikov z rebrastimi cevmi je sestavljena iz serije rebrastih cevi, znotraj katerih teče tekočina, ki se hladi. Prisotnost reber, t.j. rebrast dizajn, znatno poveča površino hladilnika. Hladilna rebra pihajo čez ventilatorje.
Ta vrsta hladilnika se uporablja v primerih, ko ni možnosti dovoda vode za namene hlajenja: na primer na mestu namestitve kemičnih obratov.
Hladilniki za namakanje
Zasnova razpršilnega hladilnika je sestavljena iz vrst tuljav, nameščenih zaporedno, znotraj katerih se premika ohlajena tekočina. Tuljave se nenehno namakajo z vodo, zaradi česar pride do namakanja.
Hladilni stolpi
Načelo delovanja hladilnega stolpa je, da se ogrevana voda razprši na vrhu konstrukcije, nato pa teče po embalaži. V spodnjem delu konstrukcije zaradi naravnega sesanja mimo tekoče vode teče tok zraka, ki absorbira del toplote vode. Poleg tega nekaj vode izhlapi med postopkom odtekanja, kar povzroči tudi izgubo toplote.
Slabosti zasnove vključujejo ogromne dimenzije. Tako lahko višina hladilnega stolpa doseže 100 m. Nedvomna prednost takšnega hladilnika je njegovo delovanje brez pomožne energije.
Na podoben način delujejo hladilni stolpi, opremljeni z ventilatorji. S to razliko, da se zrak piha skozi ta ventilator. Treba je opozoriti, da je zasnova z ventilatorjem veliko bolj kompaktna.
Toplotni izmenjevalnik s površino izmenjevalnika toplote 71,40 m²
Tehnični opis:
Artikel 1: Toplotni izmenjevalec
| Podatki o temperaturi | Stran A | Stran B | ||
|---|---|---|---|---|
| sreda | Zrak | Dimni (dimni) plini | ||
| Delovni tlak | 0,028 barg | 0,035 barg | ||
| sreda | plin | plin | ||
| Vhodni tok | 17 548,72 kg/h | 34 396,29 kg/h | ||
| Izhodni tok | 17 548,72 kg/h | 34 396,29 kg/h | ||
| Vstopna/izhodna temperatura | -40 / 100 °C | 250 / 180 °C | ||
| Gostota | 1.170 kg/m³ | 0,748 kg/m³ | ||
| Specifična toplota | 1,005 kJ/kg.K | 1,025 kJ/kg.K | ||
| Toplotna prevodnost | 0,026 W/m.K | 0,040 W/m.K | ||
| viskoznost | 0,019 mPa.s | 0,026 mPa.s | ||
| Latentna toplota | ||||
Delovanje toplotnega izmenjevalnika
Opis toplotnega izmenjevalnika
Dimenzije
| L1: | 2200 mm |
| L2: | 1094 mm |
| L3: | 1550 mm |
| LF: | 1094 mm |
| Teža: | 1547 kg |
| Teža z vodo: | 3366 kg |
Prirobnični potopni toplotni izmenjevalnik 660 kW
Specifikacije:
380 V, 50 Hz, 2x660 kW, 126 delovnih in 13 rezervnih grelnih elementov, skupaj 139 grelnih elementov, delta priključek 21 kanalov po 31,44 kW. Zaščita - NEMA tip 4.7
Delovni medij: Regeneracijski plin (volumenski odstotek):
N2 - 85%, para-1,7%, CO2-12,3%, O2-0,9%, Sox-100ppm, H2S-150ppm, NH3-200ppm. Obstajajo mehanske nečistoče - amonijeve soli, korozijski produkti.
Seznam dokumentov, priloženih opremi:
Potni list za odsek za potopno ogrevanje s prirobnico z navodili za namestitev, zagon, zaustavitev, transport, razkladanje, shranjevanje, informacije o ohranjanju;
Risanje splošni pogled odseki;
Toplotni izmenjevalniki iz bakra so primerni za kemično čiste in neagresivne medije, kot npr sladko vodo. Ta material ima visok koeficient prenosa toplote. Pomanjkljivost takšnih toplotnih izmenjevalcev je precej visoka cena.
Optimalna rešitev za prečiščeno vodna okolja je medenina. V primerjavi z bakreno opremo za izmenjavo toplote je cenejša in ima več visokozmogljivo odpornost proti koroziji in trdnost. Omeniti velja tudi, da so nekatere medenine zlitine odporne na morska voda in visoke temperature. Pomanjkljivost materiala je nizka električna in toplotna prevodnost.
Najpogostejša rešitev materiala v toplotnih izmenjevalnikih je jeklo. Dodajanje različnih legirnih elementov sestavi lahko izboljša njeno mehansko, fizikalno-kemijske lastnosti in razširiti obseg aplikacij. Glede na dodane legirne elemente se jeklo lahko uporablja v alkalnih, kislih okoljih z različnimi nečistočami in pri visokih obratovalnih temperaturah.
Titan in njegove zlitine so visokokakovostni materiali z visoko trdnostjo in lastnostmi toplotne prevodnosti. Ta material zelo lahek in se uporablja v širokem razponu delovnih temperatur. Titan in materiali na njegovi osnovi imajo dobro korozijsko odpornost v večini kislih ali alkalnih okolij.
Nekovinski materiali se uporabljajo v primerih, ko so potrebni procesi izmenjave toplote v posebej agresivnih in korozivnih okoljih. Zanje je značilna visoka toplotna prevodnost in odpornost na večino kemikalij aktivne snovi, zaradi česar so nepogrešljiv material za številne naprave. Nekovinske materiale delimo na dve vrsti organske in anorganske. Organski materiali vključujejo materiale na osnovi ogljika, kot so grafit in plastika. Silikati in keramika se uporabljajo kot anorganski materiali.
- hladilna tekočina, med pretokom katere so možne padavine, je usmerjena predvsem s strani, s katere je lažje očistiti površino prenosa toplote;
- hladilna tekočina, ki ima korozivni učinek, se pošilja skozi cevi, to je posledica nižje zahteve po porabi materiala, odpornega proti koroziji;
- za zmanjšanje toplotnih izgub v okolje se toplotni nosilec z visoko temperaturo pošlje skozi cevi;
- za zagotovitev varnosti pri uporabi hladilne tekočine z visok pritisk običajno ga prenašamo v ceveh;
- ko pride do prenosa toplote med toplotnimi nosilci v različnih agregacijskih stanjih (tekočina-para, plin), je običajno, da se tekočina usmeri v cevi, para pa v obroč.
Več o izračunu in izbiri opreme za izmenjavo toplote
Najmanjša / največja konstrukcijska temperatura kovine za tlačne dele: -39 / +30 ºС.
Za netlačne dele se uporablja material po EN 1993-1-10.
Razvrstitev območij: nenevarno.
Kategorija korozivnosti: ISO 12944-2: C3.
Vrsta povezave cevi na cevno ploščo: varjenje.
Električni motorji
Izvedba: ni protieksplozijsko varen
Zaščitni razred: IP 55
Frekvenčni pretvorniki
Zagotovljeno za 50 % elektromotorjev.
Oboževalci
Rezila so izdelana iz ojačanega aluminija/plastičnega materiala z ročnim nastavljanjem naklona.
Stopnja hrupa
Ne presega 85 ± 2 dBA na razdalji 1 m in na višini 1,5 m od površine.
Zunanja recirkulacija
Velja.
Žaluzije
Zgornje, vhodne in recirkulacijske rolete s pnevmatskim pogonom.
Tuljava grelnika vode
Postavljen je na ločen okvir. Vsak grelec se nahaja pod snopom cevi.
Vibracijska stikala
Vsak ventilator je opremljen s stikalom za vibracije.
Vključuje nosilce, palice, drenažne komore. Celotna tla za recikliranje niso vključena v obseg dobave.
Mrežna zaščita
Mrežasta zaščita ventilatorjev, vrtljivih delov.
Rezervni deli
Rezervni deli za izdelavo in vožnjo
- Pritrdilni elementi za jeklene konstrukcije: 5%
- Pritrdilni elementi za pokrove naglavne plošče: 2%
- Pritrdilni elementi za prezračevalne in odtočne armature: 1 komplet vsake vrste
Rezervni deli za 2 leti delovanja (opcijsko)
- Pasovi: 10% (najmanj 1 komplet vsake vrste)
- Ležaji: 10% (najmanj 1 vsak tip)
- Tesnila za zračnik, drenažo: 2 kos. vsako vrsto
- Odzračevalne in odtočne armature: 2 kompleta vsake vrste
- En nivojski senzor za nastavitev naklona lopatic ventilatorja
- En komplet za popravilo plavuti
Tehnična dokumentacija v ruščini (2 izvoda + CD disk)
Za odobritev delovne dokumentacije:
- Splošna risba, vključno z obremenitvami
- Žični diagram
- Specifikacija strojne opreme
- Testni načrt
z opremo:
- Osnovna dokumentacija o testnih pregledih po standardih, kodeksih in drugih zahtevah
- Navodila za uporabo
- Izčrpen opis stroja
Dokumentacija o testiranju in pregledu:
- Testni načrt za vsako pozicijo
- Inšpekcijski pregled znotraj trgovine
- hidrostatski preskus
- Materialni certifikati
- Potni list tlačne posode
- TUV pregled
Informacije o pošiljanju:
- Cevni snop je v celoti sestavljen in preizkušen
- Tuljava ogrevalne vode v celoti sestavljena
- Žaluzije v celoti sestavljene
- Drenažne komore v ločenih delih
- Recirkulacijske žaluzije s ploščami v ločenih delih
- Popolni oboževalci
- Jeklene konstrukcije v ločenih delih
- Elektromotorji, aksialni ventilatorji, vibracijska stikala in rezervni deli lesene škatle
- Montaža na mestu s pritrdilnimi elementi (brez varjenja)
Obseg dobave
Naslednja oprema in projektna dokumentacija vključeno v obseg dobave:
- Temperaturni in mehanski izračuni
- Cevni snopi z odzračevalnimi in odtočnimi čepi
- Popolni oboževalci
- Električni motorji
- Frekvenčni pretvorniki (50/% vseh ventilatorjev)
- Vibracijska stikala (100% vseh ventilatorjev)
- Drenažne komore
- Podporne strukture
- Vzdrževalne ploščadi za drogove in stopnice
- Zunanji sistem recirkulacije
- Temperaturni senzorji na zračni strani
- Žaluzije na recirkulaciji / dovodu / izstopu s pnevmatskim pogonom
- dvižne zanke
- ozemljitev
- Površinska obdelava
- Rezervni deli za izdelavo in vožnjo
- Rezervni deli za 2 leti delovanja
- Posebno orodje
- Spojne prirobnice, pritrdilni elementi in tesnila
Naslednja oprema ni vključena v obseg dobave:
- Storitve namestitve
- pred montažo
- Sidrni vijaki
- Toplotna izolacija in požarna zaščita
- Podpora za kable
- Zaščita pred točo in kamenjem
- Platforma za dostop do elektromotorji
- Električni grelniki
- Kontrolna omarica za frekvenčni pretvorniki*
- Materiali za elektroinštalacijo*
- Priključki za tlačne in temperaturne senzorje*
- Vstopni in izstopni kolektorji, povezovalne cevi in fitingi*
Toplotni izmenjevalniki so naprave, ki služijo za prenos toplote s hladilne tekočine (vroče snovi) na hladno (ogreto) snov. Kot nosilci toplote se lahko uporabijo plin, hlapi ali tekočina. Do danes so med vsemi vrstami toplotnih izmenjevalnikov najbolj razširjeni cevni. Načelo delovanja toplotnega izmenjevalnika lupine in cevi je, da se vroča in hladna hladilna tekočina premikata po dveh različnih kanalih. Proces prenosa toplote poteka med stenami teh kanalov.
Enota za izmenjavo toplote
Vrste in vrste cevnih toplotnih izmenjevalnikov
Toplotni izmenjevalec - dovolj kompleksna naprava in obstaja veliko sort tega. Plastični in cevni toplotni izmenjevalniki so rekuperativni. Delitev toplotnih izmenjevalnikov na vrste je narejena glede na smer gibanja hladilne tekočine. so:
- navzkrižni tok;
- protitok;
- direktni tok.
Toplotni izmenjevalci z lupino in cevi so dobili ime, ker se tanke cevi, skozi katere se giblje hladilno sredstvo, nahajajo na sredini glavnega ohišja. Število cevi na sredini ohišja določa, kako hitro se bo snov premikala. Po drugi strani bo koeficient prenosa toplote odvisen od hitrosti gibanja snovi.
Za izdelavo cevnih toplotnih izmenjevalnikov se uporabljajo legirana in visoko trdna jekla. Te vrste jekel se uporabljajo, ker te naprave praviloma delujejo v izjemno agresivnem okolju, ki lahko povzroči korozijo.
Toplotni izmenjevalniki so razdeljeni tudi na vrste. Izdelajo se naslednje vrste podatkov o napravi:
- s kompenzatorjem temperaturnega ohišja;
- s fiksnimi cevmi;
- z U-cevkami;
- lebdeča glava.
Prednosti cevnih toplotnih izmenjevalnikov
Enote lupine in cevi v zadnji čas so v velikem povpraševanju in večina potrošnikov ima raje to posebno vrsto enote. Ta izbira ni naključna - enote z lupino in cevi imajo številne prednosti.
toplotni izmenjevalnik
Glavna in najpomembnejša prednost je visoka odpornost te vrste enot na vodno kladivo. Večina vrst toplotnih izmenjevalcev, ki se proizvajajo danes, nima te kakovosti.
Druga prednost je, da enote s lupino in cevi ne potrebujejo čistega okolja. Večina naprav v agresivnem okolju je nestabilnih. Na primer, ploščni izmenjevalci toplote nimajo te lastnosti in lahko delujejo izključno v čistih okoljih.
Tretja pomembna prednost cevnih toplotnih izmenjevalnikov je njihova visoka učinkovitost. Po učinkovitosti ga lahko primerjamo s ploščnim toplotnim izmenjevalnikom, ki je po večini parametrov najučinkovitejši.
Tako lahko z gotovostjo trdimo, da so cevni toplotni izmenjevalci med najbolj zanesljivimi, vzdržljivimi in visoko učinkovitimi enotami.
Slabosti cevnih enot
Kljub vsem prednostim imajo te naprave nekaj pomanjkljivosti, ki jih je prav tako vredno omeniti.
Prva in najpomembnejša pomanjkljivost je velika velikost. V nekaterih primerih je treba uporabo takšnih enot opustiti prav zaradi velikih dimenzij.
Druga pomanjkljivost je velika poraba kovine, ki je razlog za visoko ceno cevnih toplotnih izmenjevalnikov.
Kovinski toplotni izmenjevalecToplotni izmenjevalniki, vključno s cevnimi, so precej "kapricijske" naprave. Prej ali slej jih je treba popraviti, kar ima za posledico določene posledice. "Najšibkejši" del toplotnega izmenjevalnika so cevi. Pogosto so vir težave. Pri izvajanju popravil je treba upoštevati, da se lahko zaradi kakršnega koli posega zmanjša prenos toplote.
Ob poznavanju te lastnosti enot večina izkušenih potrošnikov raje kupuje toplotne izmenjevalnike z "maržo".
Toplotni izmenjevalec je naprava, v kateri se toplota prenaša med hladilnimi sredstvi.
Načelo delovanja
Plastični in cevni toplotni izmenjevalniki so rekuperativnega tipa, kjer so mediji ločeni s stenami. Njihovo delo je sestavljeno iz procesov izmenjave toplote med tekočinami. To lahko spremeni njihovo agregatno stanje. Izmenjava toplote lahko poteka tudi med tekočino in paro ali plinom.
Prednosti in slabosti
Plastični in cevni toplotni izmenjevalniki so pogosti zaradi naslednjih pozitivnih lastnosti:
- odpornost na mehanski vplivi in vodno kladivo;
- nizke zahteve za čistočo medijev;
- visoka zanesljivost in vzdržljivost;
- širok razpon modelov;
- možnost uporabe v različnih okoljih.
Pomanjkljivosti te vrste modela vključujejo:
- nizek koeficient prenosa toplote;
- velike dimenzije in visoka poraba kovin;
- visoka cena zaradi povečane porabe kovine;
- potreba po uporabi naprav z veliko rezervo zaradi zamašitve poškodovanih cevi med popravili;
- nihanja nivoja kondenzata nelinearno spreminjajo izmenjavo toplote v horizontalnih napravah.
Plastični in cevni toplotni izmenjevalniki imajo nizek koeficient toplotne prehodnosti. To je deloma posledica dejstva, da je telesni prostor 2-krat večji od celotnega preseka cevi. Uporaba pregrade omogoča povečanje hitrosti tekočine in izboljšanje prenosa toplote.
V obročastem prostoru prehaja hladilna tekočina, skozi cevi pa se dovaja segreti medij. Podobno se lahko tudi ohladi. Učinkovitost prenosa toplote je zagotovljena s povečanjem števila cevi ali z ustvarjanjem prečnega toka zunanje hladilne tekočine.
Kompenzacija toplotnega raztezka
Temperatura toplotnih nosilcev je različna in posledično pride do toplotne deformacije konstrukcijskih elementov. Plastični in cevni toplotni izmenjevalnik je na voljo z ali brez kompenzacije raztezanja. Togo pritrditev cevi je dovoljena, ko je temperaturna razlika med njo in telesom do 25-30 0 C. Če presega te meje, se uporabljajo naslednji temperaturni kompenzatorji.
- "Plavajoča" glava - ena od rešetk ni povezana z ohišjem in se prosto premika v aksialni smeri, ko so cevi iztegnjene. Zasnova je najbolj zanesljiva.
- Na ohišju je izdelan kompenzator leče v obliki nabora, ki se lahko razširi ali skrči.
- Kompenzator polnilne škatle je nameščen na zgornjem dnu, ki se lahko med toplotnim raztezanjem premika skupaj z rešetko.
- Cevi v obliki črke U se prosto raztezajo v mediju za prenos toplote. Pomanjkljivost je zapletenost izdelave.
Vrste toplotnih izmenjevalcev z lupino in cevi
Zasnova naprav je preprosta, vedno so v povpraševanju. Cilindrično telo je jekleno ohišje velikega premera. Na njegovih robovih so izdelane prirobnice, na katere so nameščeni pokrovi. Cevni snopi so pritrjeni v cevne pločevine znotraj telesa z varjenjem ali raztezanjem.
Material za cevi je jeklo, baker, medenina, titan. Jeklene plošče so pritrjene med prirobnice ali privarjene na ohišje. Med njimi in notranjostjo telesa so oblikovane komore, skozi katere prehajajo hladilne tekočine. Obstajajo tudi pregrade, ki spreminjajo gibanje tekočin, ki prehajajo skozi toplotne izmenjevalnike lupine in cevi. Zasnova vam omogoča spreminjanje hitrosti in smeri toka, ki poteka med cevmi, s čimer se poveča intenzivnost prenosa toplote.
Naprave se lahko nahajajo v prostoru navpično, vodoravno ali z naklonom.
Različne vrste cevnih toplotnih izmenjevalnikov se razlikujejo po razporeditvi pregrad in po razporeditvi dilatacijskih spojev. Z majhnim številom cevi v svežnju ima ohišje majhen premer, površine za izmenjavo toplote pa so majhne. Za njihovo povečanje so toplotni izmenjevalniki povezani zaporedno v odsekih. Najpreprostejša je zasnova cevi v cevi, ki je pogosto izdelana sama. Za to je potrebno pravilno izbrati premer notranjega in zunanja cev in hitrost tokov toplotnega nosilca. Enostavnost čiščenja in popravila zagotavljajo kolena, ki povezujejo sosednje dele. Ta zasnova se pogosto uporablja kot toplotni izmenjevalci pare in vode.
Spiralni toplotni izmenjevalniki so izdelani iz kanalov pravokotne oblike in varjene iz listov, po katerih se gibljejo hladilne tekočine. Prednost je velika površina stika s tekočinami, pomanjkljivost pa nizek dovoljeni tlak.
Nove zasnove toplotnih izmenjevalcev
V našem času se začenja razvijati proizvodnja kompaktnih toplotnih izmenjevalnikov z reliefnimi površinami in intenzivnim gibanjem tekočin. Posledično so njihove tehnične lastnosti blizu lamelnih naprav. A tudi proizvodnja slednjih se razvija in jih je težko dohiteti. Zamenjava cevnih toplotnih izmenjevalnikov s ploščatimi toplotnimi izmenjevalniki je smotrna zaradi naslednjih prednosti:
Pomanjkljivost je hitra kontaminacija plošč zaradi majhne velikosti vrzeli med njimi. Če so hladilne tekočine dobro filtrirane, bo toplotni izmenjevalnik deloval dolgo časa. Na poliranih ploščah se ne zadržujejo drobni delci, turbulenca tekočin pa preprečuje tudi odlaganje onesnaževal.
Povečanje intenzivnosti toplotne izmenjave naprav
Strokovnjaki nenehno razvijajo nove cevne toplotne izmenjevalnike. Specifikacije se izboljšajo z uporabo naslednjih metod:
Turbulenca tokov tekočine znatno zmanjša nabiranje vodnega kamna na stenah cevi. Posledično niso potrebni nobeni čistilni ukrepi, ki so potrebni za gladke površine.
Proizvodnja cevnih toplotnih izmenjevalnikov z uvedbo novih metod omogoča povečanje učinkovitosti prenosa toplote za 2-3 krat.
Glede na dodatne stroške energije in stroške proizvajalci pogosto poskušajo zamenjati toplotni izmenjevalnik s ploščatim izmenjevalnikom toplote. V primerjavi z običajnimi lupinastimi cevmi imajo 20-30 % boljši prenos toplote. To je bolj povezano z razvojem proizvodnje nove opreme, ki še vedno poteka s težavami.
Delovanje toplotnih izmenjevalcev
Naprave potrebujejo periodični pregled in nadzor dela. Parametri, kot je temperatura, se merijo iz njihovih vhodnih in izstopnih vrednosti. Če se je učinkovitost dela zmanjšala, morate preveriti stanje površin. Naloge soli še posebej vplivajo na termodinamične parametre toplotnih izmenjevalnikov, kjer so reže majhne. Površine so očiščene s kemičnimi sredstvi, pa tudi zaradi uporabe ultrazvočnih vibracij in turbulence tokov toplotnega nosilca.
Popravilo cevnih naprav sestoji predvsem iz tesnjenja netesnih cevi, kar poslabša njihove tehnične lastnosti.
Zaključek
Optimalni toplotni izmenjevalci s lupino in cevi tekmujejo s ploščnimi izmenjevalniki toplote in se lahko uporabljajo na številnih področjih tehnologije. Novi modeli imajo bistveno manjše dimenzije in porabo kovine, kar omogoča zmanjšanje delovne površine in znižanje stroškov izdelave in delovanja.
Zdaj bomo razmislili o tehničnih značilnostih in načelu delovanja toplotnih izmenjevalnikov z lupino in cevi, pa tudi o izračunu njihovih parametrov in značilnostih izbire pri nakupu.
Toplotni izmenjevalniki zagotavljajo proces izmenjave toplote med tekočinami, od katerih ima vsaka drugačna temperatura. trenutno cevni toplotni izmenjevalec z velikim uspehom našel svojo uporabo v različnih industrijah: kemični, naftni, plinski. Pri njihovi izdelavi ni težav, so zanesljivi in imajo možnost, da v enem aparatu razvijejo veliko površino za izmenjavo toplote.
To ime so dobili zaradi prisotnosti ohišja, ki skriva notranje cevi.
Naprava in načelo delovanja
Zgradba: struktura snopov cevi, pritrjenih v cevne plošče (mreže) pokrovov, ohišja in podpor.
Načelo delovanja cevnega toplotnega izmenjevalnika je precej preprosto. Sestavljen je iz gibanja hladne in vroče hladilne tekočine po različnih kanalih. Prenos toplote poteka ravno med stenami teh kanalov.
Načelo delovanja cevnega toplotnega izmenjevalnika
Prednosti in slabosti
Danes so cevni toplotni izmenjevalniki povpraševani med potrošniki in ne izgubljajo svojih položajev na trgu. To je posledica velikega števila prednosti, ki jih imajo te naprave:
- Visoka odpornost na. To jim pomaga, da zlahka prenesejo padce tlaka in prenesejo hude obremenitve.
- Ne potrebujejo čistega okolja. To pomeni, da lahko delajo z nizko kakovostno tekočino, ki ni bila predhodno obdelana, za razliko od mnogih drugih vrst toplotnih izmenjevalnikov, ki lahko delujejo samo v neonesnaženem okolju.
- Visoka učinkovitost.
- Odpornost proti obrabi.
- Vzdržljivost. Ob pravilni oskrbi bodo enote z lupino in cevi delovale več let.
- Varnost uporabe.
- Vzdrževanje.
- Delo v agresivnem okolju.
Glede na zgoraj navedene prednosti lahko trdimo o njihovi zanesljivosti, visoki učinkovitosti in trajnosti.
Plastični in cevni toplotni izmenjevalniki v industriji
Kljub velikemu številu opaženih prednosti cevnih toplotnih izmenjevalcev imajo te naprave tudi številne pomanjkljivosti:
- skupna velikost in znatna teža: za njihovo postavitev je potrebna velika soba, kar ni vedno mogoče;
- visoka vsebnost kovin: to je glavni razlog za njihovo visoko ceno.
Vrste in vrste cevnih toplotnih izmenjevalnikov
Toplotni izmenjevalniki s lupino in cevi so razvrščeni glede na smer, v kateri se giblje hladilno sredstvo.
Dodeli naslednje vrste po tem kriteriju:
- naravnost skozi;
- protitok;
- križ.
Število cevi, ki se nahajajo v središču ohišja, neposredno vpliva na hitrost, s katero se bo snov premikala, hitrost pa neposredno vpliva na koeficient prenos toplote.
Glede na te značilnosti so cevni toplotni izmenjevalniki naslednjih vrst:
- s kompenzatorjem temperaturnega ohišja;
- s fiksnimi cevmi;
- s plavajočo glavo;
- z U-cevkami.
Model U-cev je sestavljen iz ene cevne pločevine, v katero so privarjeni ti elementi. To omogoča, da se zaobljen del cevi prosto naslanja na vrtljive ščite v ohišju, medtem ko se lahko linearno širijo, kar jim omogoča uporabo v velikih temperaturnih območjih. Za čiščenje U-cevi morate z njimi odstraniti celoten odsek in uporabiti posebne kemikalije.
Izračun parametrov
Dolgo časa so cevni izmenjevalci toplote veljali za najbolj kompaktne. Pojavile pa so se, ki so trikrat bolj kompaktne od cevnih. Poleg tega konstrukcijske značilnosti takšnega toplotnega izmenjevalnika povzročajo toplotne obremenitve zaradi temperaturne razlike med cevmi in lupino. Zato je pri izbiri takšne enote zelo pomembno, da naredite njen kompetenten izračun.
Formula za izračun površine cevnega toplotnega izmenjevalnika
F je površina toplotne izmenjevalne površine;
t cf - povprečna temperaturna razlika med hladilne tekočine;
K je koeficient toplotne prehodnosti;
Q je količina toplote.
Za izvedbo toplotnega izračuna toplotnega izmenjevalnika lupine in cevi so potrebni naslednji kazalniki:
- največja poraba ogrevalne vode;
- fizikalne lastnosti hladilne tekočine: viskoznost, gostota, toplotna prevodnost, končna temperatura, toplotna zmogljivost vode pri povprečni temperaturi.
Pri naročanju cevnega toplotnega izmenjevalnika je pomembno vedeti, kateri Tehnične specifikacije ima:
- tlak v ceveh in ohišju;
- premer ohišja;
- izvedba (horizontalna\vertikalna);
- vrsta cevnih listov (premični\fiksni);
- Klimatska zmogljivost.
Sami je precej težko narediti kompetenten izračun. Za to je torej potrebno znanje in poglobljeno razumevanje celotnega bistva procesa njegovega dela najboljši način se bo obrnil na strokovnjake.
Delovanje cevnega toplotnega izmenjevalnika
Plastični toplotni izmenjevalec je naprava, za katero je značilna dolga življenjska doba in dobri parametri delovanje. Vendar, tako kot vsaka druga naprava, za kakovostno in dolgotrajno delo potrebuje načrtovano vzdrževanje. Ker v večini primerov lupinasti in cevni toplotni izmenjevalci delujejo s tekočino, ki ni bila predhodno obdelana, se cevi enote prej ali slej zamašijo in na njih nastane usedlina in nastane ovira za prost pretok delovne tekočine.
Za zagotovitev, da se učinkovitost opreme ne zmanjša in da se cevna enota ne pokvari, jo je treba sistematično čistiti in izpirati.
Zahvaljujoč temu bo lahko dolgo časa opravljal visokokakovostno delo. Ko naprava poteče, je priporočljivo, da jo zamenjate z novo.
Če je treba popraviti cevni toplotni izmenjevalnik, je treba najprej diagnosticirati napravo. To bo opredelilo glavne težave in opredelilo obseg dela, ki ga je treba opraviti. Njen najšibkejši del so cevi, najpogosteje pa so poškodbe cevi glavni razlog za popravilo.
Za diagnosticiranje toplotnega izmenjevalnika lupine in cevi se uporablja hidravlična preskusna metoda.
V tej situaciji je treba cevi zamenjati in to je naporen proces. Odpadle elemente je treba pridušiti, kar posledično zmanjša površino površine za izmenjavo toplote. Z izvajanjem popravila, je treba upoštevati dejstvo, da lahko vsak, tudi najmanjši poseg, povzroči zmanjšanje prenosa toplote.
Zdaj veste, kako deluje cevni toplotni izmenjevalec, kakšne sorte in lastnosti ima.