Кожухотрубный теплообменник
Кожухотрубный (кожухотрубчатый) теплообменник относится к теплообменникам, в котором поверхность теплообмена между двумя потоками сформирована из труб, заключённых в кожух, а теплообмен осуществляется через поверхность этих труб.
История[править | править код]
Кожухотрубный теплообменник считается самым распространенным видом из существующих в настоящее время. Впервые подобные устройства были разработаны в начале 20 века. Их появление было обусловлено тем, что тепловым станциям потребовались теплообменники с высокими показателями теплообмена и возможностью функционировать при высоком давлении. В дальнейшем такое оборудование начали применять при создании испарителей и нагревателей и в нефтяной промышленности.
Сегодня кожухотрубные теплообменники нашли свое активное применение как в промышленности, так и в бытовых условиях.
Устройство и принцип работы[править | править код]
В кожухотрубном теплообменнике один из теплоносителей движется по трубам (трубное пространство), другой — в межтрубном пространстве. При этом теплота от более нагретого теплоносителя через поверхность стенок труб передаётся менее нагретому теплоносителю. Чаще всего предусмотрено противоположное направление движения теплоносителей, способствующее наиболее эффективному теплообмену.
Составными элементами конструкции кожухотрубного теплообменника являются:
- пучок труб, который размещен в собственной камере и закрепленный на трубной решётке
- кожух, представляющий собой камеру с трубными решётками
- входные и выходные отверстия в камеру
- отвод для дренажа жидкости из межтрубного пространства
- перегородки
Виды[править | править код]
Применяются следующие виды теплообменников:
- c температурным кожуховым компенсатором
- c неподвижными трубками
- c плавающей головкой
- c U-образными трубками
- элементные теплообменники
- двухтрубные («труба в трубе»)
Трубки теплообменника расположены в сердцевине кожуха и оказывают самое непосредственное влияние на скорость движения вещества, а от скорости зависит коэффициент теплопередачи и эффективность теплообменника.
Достоинства[править | править код]
Кожухотрубные теплообменники выгодно отличаются широким диапазоном рабочих температур, устойчивостью к гидроударам, высокой эффективностью, износостойкостью, долговечностью, ремонтопригодностью, безопасностью эксплуатации, способностью работать в агрессивной среде.
Недостатки[править | править код]
- Габаритные размеры, чтобы разместить теплообменник, необходимо помещение большой площади.
- Высокая цена.
Расчет кожухотрубного теплообменника[править | править код]
Для того, чтобы рассчитать площадь кожухотрубного теплообменника, надо воспользоваться формулой: F=Q/(K∆tср). F — площадь поверхности теплообмена, tср — средняя разность температур между теплоносителями, К — коэффициент теплопередачи, Q — количество теплоты.
Чтобы произвести тепловой расчет кожухотрубного теплообменника, необходимо знать значения следующих параметров:
- максимальный расход греющей воды;
- физические характеристики теплоносителя: вязкость, плотность, теплопроводность, конечная температура, теплоемкость воды при средней температуре.
Литература[править | править код]
- Ю. И. Дытнерский. 1 // Процессы и аппараты химической технологии. Теоретические основы процессов химической технологии. Гидромеханические и тепловые процессы и аппараты. — М.: «Химия», 1995. — 400 с. — 6500 экз. — ISBN 5-7245-1006-5.