1.2 Кожухотрубчатые теплообменники

<=== Возврат к содержанию главы 1
1.2 Кожухотрубчатые теплообменники
Это самая распространенная конструкция теплообменной аппаратуры в
химической промышленности (около 80% всех теплообменников - кожухотрубчатые). Они достаточно просты в изготовлении, надежны в эксплуатации
и универсальны, т.е. могут быть использованы для осуществления теплообмена между жидкостями, парами, газами в любом сочетании в широком диапазоне давлений и температур.
Поверхность теплообмена кожухотрубчатых теплообменников
F = dсрln,
где l, n - длина труб и их число,
dср= (dн + d)/2 - средний диаметр трубы.
Наиболее популярны трубы с наружным диаметром 20 и 25 мм, толщиной
стенки 2 мм. Длина труб стандартных теплообменников - от 1 до 9 метров,
диаметр кожуха - от 16 см до 3 м. С увеличением длины труб и уменьшением
диаметра кожуха стоимость теплообменника снижается (наиболее дешевы
аппараты с длиной труб 57 м).
Приемлемые значения коэффициентов теплоотдачи в этих аппаратах
обеспечиваются при движении жидких теплоносителей со скоростями
w  0.5 м/с, а газообразных - с w = 830 м/с. Для увеличения скорости движения теплоносителей в трубах кожухотрубчатые теплообменники комплектуются распределительной камерой с продольными перегородками, обеспечивающими несколько (2, 4, 6) ходов по трубному пространству. Поскольку
интенсивность теплоотдачи при поперечном обтекании труб выше, чем при
продольном, в межтрубном пространстве устанавливаются поперечные перегородки, обеспечивающие зигзагообразное движение теплоносителя.
Типы кожухотрубчатых теплообменников: Н, ТН - с неподвижными
трубными решетками; К, ТК - с температурным компенсатором на кожухе;
П, ТП - с плавающей головкой; ПК - с компенсатором на плавающей головке;
У, ТУ - с U- образными трубами. В аппаратах типа Н и К трубы в трубных
решетках размещают только по вершинам равносторонних треугольников
("шахматное"), а в остальных возможно размещение и по вершинам квадратов ("коридорное"), см. рисунок
1.1. Шахматное расположение
труб более компактно, а при коридорном возможна механическая очистка их внешней поверхности. Величина шага t между
трубами зависит от их диаметра:
при dн = 20 мм t = 26 мм,
при dн = 25 мм t = 32 мм.
Рисунок 1.1 Размещение труб в
трубных решетках
а)"шахматное", б)"коридорное"
Таблица 1.1 Параметры кожухотрубчатых теплообменников
Обозначение
Н, ТН
К, ТК
П, ТП
У, ТУ
ПК
Доля в химической
75
15
3
7
промышленности, %
Площадь поверхно1 - 5000 1 - 5000 10 - 1250 10 - 1400 170 - 1900
сти теплообмена, м2
Диаметр кожуха, м 0,16 - 3,0 0,16 - 3,0 0,32 - 2,8 0,32 - 2,8 0,8 - 1,8
Длина рабочей
1-9
1-9
3-9
3-9
6-9
части, м
Удельная поверх35 - 75
ность т/о, м2/м3
Доп. давление, МПа.
4
2.5
6,4
6,4
6,4
Рабочие
-30 
+30 
-30  +350
-30  +350 -30  +350
температуры, oС
+350
+450
Перепад
≤30
≤80
>100
≤100
>100
температур, oС
Среда в трубном
Жидкость, пар, газ, загрязненные, коррозионнопространстве
активные, при высоких давлениях и температурах.
Среда в межтрубном Чистые жидкости, газы и пары при низком давлении,
пространстве
конденсирующиеся пары, кипящие жидкости.
1.2.1 Теплообменники типа Н
1.2.2 Теплообменники с компенсацией температурных напряжений
1.2.3 Расчеты кожухотрубчатых теплообменников
<=== Возврат к содержанию главы 1