Виды тепловых аппаратов

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………….….…..3 Виды тепловых аппаратов и их классификация……………………………….4

Аппараты со змеевиками………………………………………………………14

ЗАКЛЮЧНИЕ…………………………………………………………………..18

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТРЫ…………………………….…...20

ВВЕДЕНИЕ

Теплообменным аппаратом называют всякое устройство, в котором один теплоноситель - горячая среда, передает теплоту другому теплоносителю - холодной среде. По принципу работы аппараты делят на регенеративные, смесительные и рекуперативные.

Особенно широкое развитие во всех областях техники получили рекуперативные аппараты, в которых теплота от горячей среды к холодной передается через разделительную стенку.

Теплообменные аппараты могут иметь  самые разнообразные назначения - паровые котлы, конденсаторы, пароперегреватели, приборы центрального отопления и т.д. Теплообменные аппараты в большинстве случаев значительно отличаются друг от друга как по своим формам и размерам, так и по применяемым в них рабочим телам. Несмотря на большое разнообразие теплообменных аппаратов, основные положения теплового расчета для них остаются общими. В теплообменных аппаратах движение тел осуществляется по трем основным схемам. Если направление движения горячего и холодного теплоносителей совпадают, то такое движение называют прямотоком. Если направление движения горячего теплоносителя противоположно движению холодного теплоносителя, то такое движение называют противотоком. Если же горячий теплоноситель движется перпендикулярно движению холодного теплоносителя, то такое движение называется перекрестным потоком. Кроме этих основных схем движения, в теплообменных аппаратах применяют более сложные схемы движения, включающие все три основные схемы.

1.  Виды тепловых аппаратов  и их классификация

1.Кожухотрубчатые теплообменные  аппараты обозначаются индексами и классифицируются:

• по назначению (первая буква индекса): Т – теплообменники; Х – холодильники; К – конденсаторы; И – испарители;

• по конструкции (вторая буква индекса) – Н — с неподвижными трубными решетками; К — с температурным компенсатором на кожухе; П — с плавающей головкой; У — с U-образными трубами; ПК — с плавающей головкой и компенсатором на ней;

• по расположению (третья буква индекса): Г – горизонтальные; В – вертикальные.

Кожухотрубчатые теплообменники представляют собой аппараты, выполненные из пучков труб, собранных при помощи трубных решеток, и ограниченные кожухами и крышками со штуцерами.

Трубы, кожух и другие элементы конструкции могут быть изготовлены  из углеродистой или нержавеющей  стали.

Трубное и межтрубное пространства в аппарате разобщены, а каждое из этих пространств может быть разделено при помощи перегородок на несколько ходов. Перегородки устанавливаются с целью увеличения скорости, а следовательно, и интенсивности теплообмена теплоносителей. Теплообменники этого типа предназначаются для теплообмена между различными жидкостями, между паром и жидкостями или между жидкостями и газами. Они применяются тогда, когда требуется большая поверхность теплообмена.

Трубки теплообменников изготовляются  прямыми (за исключением теплообменников с U-образными трубками); поэтому они легко доступны для очистки и замены в случае течи.

В большинстве случаев пар (греющий  теплоноситель) вводится в межтрубное пространство, а нагреваемая жидкость протекает по трубкам. Конденсат из межтрубного пространства выходит к конденсатоотводчику через штуцер, расположенный в нижней части кожуха. Для компенсации температурных удлинений, возникающих между кожухом и трубками, предусматривается возможность свободного удлинения труб за счет различного рода компенсаторов.

Особенность кожухотрубчатых теплообменников  состоит в том, что проходное сечение межтрубного пространства велико по сравнению с проходным сечением трубок и может быть больше последнего в 2,5— 3 раза.

 Вертикальные аппараты имеют большее распространение, так как они занимают меньше места и более удобно располагаются в рабочем помещении.  
Во избежание резкого снижения теплоотдачи от конденсирующегося пара к стенке в корпусе теплообменника должны быть предусмотрены краны для выпуска воздуха как из нижней части аппарата над поверхностью конденсата. В кожухотрубных ТА трубы могут быть расположены по сторонам шестиугольников или, что одно и то же, равносторонних треугольников (треугольной)  или  по  концентрическим  окружностям. 
Вопрос о том, какой из теплоносителей направлять в трубы или в межтрубное пространство, должен решаться с точки зрения не только интенсификации теплообмена, но и надежности работы ТА. Если теплоноситель вызывает коррозию или механическое повреждение труб, то лучше его пропустить внутрь труб, так как экономичнее выполнить трубы из материала высокой стоимости, чем кожух. В трубы целесообразно направлять теплоноситель под большим давлением, чем в межтрубном пространстве, чтобы не делать толстостенный кожух, а также более загрязненный, поскольку трубы очистить легче, чем межтрубное пространство. Например, дымовые газы обычно проходят в трубах, что уменьшает засорение аппарата золой и сажей. Двухходовой горизонтальный теплообменник типа Н состоит из цилиндрического сварного кожуха 8, распределительной камеры 11 и двух крышек 4. Трубный пучок образован трубами 7, закрепленными в двух трубных решетках 3. Трубные решетки приварены к кожуху. Крышки, распределительная камера и кожух соединены фланцами. В кожухе и распределительной камере выполнены штуцера для ввода и вывода теплоносителей из трубного (штуцера 1, 12) и межтрубного (штуцера 2, 10)  
пространств. Перегородка 13 в распределительной камере образует ходы теплоносителя по трубам.                                                                       
1 - Двухходовой горизонтальный теплообменник с неподвижными решетками;

2 - Теплообменник с U-образными трубами.

Поскольку интенсивность теплоотдачи  при поперечном обтекании труб теплоносителем выше, чем при продольном, в межтрубном пространстве теплообменника установлены зафиксированные стяжками 5 поперечные перегородки 6, обеспечивающие зигзагообразное по длине аппарата движение теплоносителя в межтрубном пространстве. На входе теплообменной среды в межтрубное пространство предусмотрен отбойник 9 — круглая или прямоугольная пластина, предохраняющая трубы от местного эрозионного изна                                                                       

1 - Теплообменник типа К —  с линзовым компенсатором;

2 – Теплообменник с плавающей головкой.

Теплообменник типа К — с линзовым компенсатором(Рис. 2) на корпусе. В этом аппарате температурные деформации компенсируются осевым сжатием или  расширением компенсатора. Теплообменники с линзовыми компенсаторами применяют при небольших температурных деформациях (не более 13-15 мм) и невысоких давлениях в межтрубном пространстве (не более 0.5 МПа).

Применение кожухотрубчатых теплообменников  с температурным компенсатором на кожухе (линзовый компенсатор) ограничено предельно допустимым давлением в кожухе, равным 1,6 МПа. При большем давлении в кожухе (1.6—8,0 МПа) следует применять теплообменники с плавающей головкой или с U-образными трубами.

На рис.3  изображен кожухотрубчатый  теплообменник с плавающей головкой, предназначенной для охлаждения (нагревания) жидких или газообразных сред без изменения агрегатного состояния. Не закрепленная на

кожухе вторая трубная решетка  вместе с внутренней крышкой, отделяющей трубное пространство от межтрубного, образует так называемую плавающую головку. Такая конструкция исключает температурные напряжения в кожухе и в трубах. Эти теплообменники, нормализованные в соответствии с ГОСТ 14246—79, могут быть двух- или четырехходовыми, горизонтальными длиной 3, 6 и 9 мили вертикальными высотой 3 м. Допустимое давление охлаждающей среды в трубах до 1,0 МПа, в межтрубном пространстве — от 1,0 до 2,5 МПа. Диаметр кожуха от 600 до 1400 мм, высота труб 6,0 м.

В аппаратах типа У обеспечивается свободное температурное удлинение  труб: каждая труба может расширяться независимо от кожуха и соседних труб. Разность температур стенок труб по ходам в этих аппаратах не должна превышать 100 °С. В противном случае могут возникнуть опасные температурные напряжения в трубной решетке вследствие температурного скачка на линии стыка двух ее частей.

Теплообменники с U-образными трубами  применяют для нагрева и охлаждения жидких или газообразных сред без изменения их агрегатного состояния. Они рассчитаны на давление до 6,4 МПа.

Преимущество конструкции аппарата типа У — возможность периодического извлечения трубного пучка для очистки наружной поверхности труб или полной замены пучка. Однако следует отметить, что наружная поверхность труб в этих аппаратах неудобна для механической очистки.

Поскольку механическая очистка внутренней поверхности труб в аппаратах типа У практически невозможна, в трубное пространство таких аппаратов следует направлять среду, не образующую отложений, которые требуют механической очистки.

Для уменьшения засорения золой  дымовые газы пропускают внутри трубок, а воздух — через межтрубное пространство.

При значительно больших давлениях  в теплообменной аппаратуре применяют сальниковые компенсаторы. Однако сальниковые компенсаторы могут пропускать рабочую среду, что требует их периодическое регулирование, в связи с чем сальниковые компенсаторы применяют для аппаратов с малыми диаметрами.

2.  Пластинчатый теплообменник  — это теплообменник поверхностного  типа, в котором передача тепла от одной среды (греющего теплоносителя) к другой (нагреваемому теплоносителю) происходит через металлическую стенку, которую принято называть поверхностью теплообмена.

Пластинчатые теплообменники представляют собой аппараты, теплообменная поверхность которых образована набором тонких штампованных пластин с гофрированной поверхностью. Рабочие среды в теплообменнике движутся в щелевых каналах сложной формы между соседними пластинами в противопотоке. Каналы для греющего и нагреваемого теплоносителей чередуются между собой. Гофрированная поверхность пластин усиливает турбулизацию потоков рабочих сред и повышает коэффициент теплоотдачи.

Их разделяют по степени доступности  поверхности теплообмена для  механической очистки и осмотра на разборные, полуразборные и неразборные (сварные).

Наиболее широко применяют разборные  пластинчатые теплообменники, в которых пластины отделены одна от другой прокладками. Монтаж и демонтаж этих аппаратов осуществляют достаточно быстро, очистка теплообменных поверхностей требует незначительных затрат труда.

Основные размеры и параметры  наиболее распространенных в промышленности пластинчатых теплообменников определены ГОСТ 15518—83. Их изготовляют с поверхностью теплообмена от 2 до 600 м2 в зависимости от типоразмера пластин; эти теплообменники используют при давлении до 1,6 МПа и температуре рабочих сред от —30 до +180° С для реализации теплообмена между жидкостями и парами (газами) в качестве холодильников, подогревателей и конденсаторов.

Серийно выпускаемые разборные  пластинчатые теплообменники могут  работать с загрязненными рабочими средами при размере твердых включений не более 4 мм.

Разборный пластинчатый теплообменник

Устройство и принцип работы пластинчатого теплообменника достаточно просты. При стягивании пакета пластин  образуется ряд каналов, по которым  протекают жидкости учавтвующие  в процессе теплообмена. Все пластины в пакете одинаковы, только развернуты одна относительно другой на 180 градусов. Такая установка пластин обеспечивает чередование горячих и холодных каналов. В процессе теплообмена жидкости движутся навстречу друг другу (в противотоке), и горячая жидкость передает тепло через стенку пластины. В местах их возможного перетекания находится или стальная пластина или двойное резиновое уплотнение, что практически исключает смешение жидкостей. Такой принцип построения пластинчатого теплообменника позволяет его быстро модифицировать, как в сторону увеличения количества пластин и тем самым увеличить мощность пластинчатого теплообменника, так и легко отремонтировать его в случае выхода из строя резинового уплотнения или теплообменной пластины.

Серийно выпускаемые пластинчатые теплообменники комплектуют пластинами, штампованными из листового металла толщиной 1 мм. Гофры пластин обычно имеют в сечении профиль равностороннего треугольника высотой 4—7 мм и основанием длиной 14—30 мм (для вязких жидкостей до 75 мм). Материал пластин — оцинкованная или коррозионно-стойкая сталь, титан, алюминий. К недостаткам пластинчатых теплообменников следует отнести невозможность использования их при давлении более 1,6 МПа.

Пластины неразборных теплообменников  сварены в блоки, соединенные на прокладках в общий пакет

3. Спиральные теплообменники изготовляют  с поверхностью теплообмена 10—100 м2; они работают как под вакуумом, так и при давлении до 1 МПа  при температуре рабочей среды  20—200 °С. Их можно использовать  для реализации теплообмена между рабочими средами жидкость—жидкость, газ—газ, газ—жидкость.

Все большее распространение этих теплообменников в последнее  время объясняется главным образом простотой изготовления и компактностью конструкции. В таком аппарате один из теплоносителей поступает в периферийный канал аппарата 3 и, двигаясь по спирали, выходит из верхнего центрального канала 1. Другой теплоноситель поступает в нижний центральный канал 4 и выходит из периферийного канала 2.

Площадь поперечного сечения каналов в таком теплообменнике по всей длине постоянна, поэтому он может работать с загрязненными жидкостями (загрязнение смывается потоком теплоносителя).

Рис.5 Спиральный теплообменник

В спиральных теплообменниках поверхность  теплообмена образована двумя стальными лентами 1, 2 толщиной 3,5—6 мм и шириной 400—1250 мм, свернутыми в спираль так, что получаются каналы прямоугольного профиля, по которым противоточно движутся теплоносители. Достоинствами спиральных теплообменников являются повышенная компактность (большая поверхность теплообмена в единице объема) при одинаковых коэффициентах теплопередачи и меньшее гидравлическое сопротивление для прохода теплоносителей, недостатками их являются сложность изготовления и меньшая плотность.

Оросительный теплообменник

4. Оросительные теплообменники применяют в основном для охлаждения жидкостей и газов или конденсации паров.

Оросительный теплообменник представляет собой змеевик (рис. 6) из размещенных друг над другом прямых труб 1, соединенных между собой калачами 2. Снаружи трубы орошают водой, которую подают в желоб 3 для равномерною распределения охлаждающей воды по всей длине верхней трубы змеевика. Отработанная вода поступает в корыто 4 для сбора воды. По трубам протекает охлаждаемый теплоноситель.

Орошающая теплообменник вода при перетекании по наружным стенкам труб частично испаряется. Но при этом происходит необратимая потеря воды. Во избежание сильного увлажнения воздуха в помещении оросительные теплообменники обычно устанавливают на открытом воздухе. По этой же причине, если оросительный теплообменник необходимо установить в помещении, его приходится помещать в громоздкие кожухи.

К недостаткам этих теплообменников следует отнести также громоздкость, неравномерность смачивания наружной поверхности труб, нижние ряды которых могут вообще не смачиваться и практически не участвовать в теплообмене. Поэтому, несмотря на простоту изготовления, легкость чистки наружных стенок труб и другие достоинства, оросительные теплообменники находят ограниченное применение.

5.  Теплообменники типа «труба  в трубе» представляют собой  набор последовательно соединенных элементов, состоящих из двух концентрически расположенных труб.

Один теплоноситель движется по внутренним трубам 1, другой - по кольцевому зазору между внутренними и наружными 2 трубами. Внутренние трубы соединяются с помощью калачей 3, а наружные с помощью соединительных патрубков 4. Длина элемента теплообменника типа «труба в трубе» обычно составляет 3-6 м, диаметр наружной трубы -76-159 мм, внутренней - 57-108 мм.

Теплообменники типа «труба в трубе»

Поскольку сечения внутренней трубы  и кольцевого зазора невелики, то в этих теплообменниках достигаются значительные скорости движения теплоносителей (до 3 м/с), что приводит к увеличению коэффициентов теплопередачи и тепловых нагрузок, замедлению отложения накипи и загрязнений на стенках труб. Однако двухтрубные теплообменники более громоздки, чем кожухотрубчатые, на их изготовление требуется больше металла на единицу поверхности теплообмена. Двухтрубные теплообменники применяют для процессов со сравнительно небольшими тепловыми нагрузками и соответственно малыми поверхностями теплообмена (не более десятков квадратных метров).

 Теплообменники типа «труба  в трубе»  используют для охлаждения  или нагревания в системе жидкость—жидкость, когда расходы теплоносителей невелики и последние не меняют своего агрегатного состояния.

6. Испарители применяются для  испарения жидкости или для  увеличения концентрации раствора путем испарения части растворителя.

 Испарители и парообразователи широко применяются для уменьшения и восполнения потерь конденсата. Их можно разделить на аппараты с естественной циркуляцией воды между трубками и с принудительной циркуляцией воды в кипятильных трубках.

Давление с испарителя выбирается таким образом, чтобы обеспечивать нужную температуру кипения. Поскольку испарители часто работают под вакуумом, то температура в них ниже нормальной температуры кипения.

В испарителях, в которых жидкость движется снизу вверх по вертикальным трубам, температура кипения жидкости внизу выше, чем вверху, из-за большего гидростатического давления. Таким образом, в нижней части труб кипение отсутствует и температура увеличивается до достижения температуры кипения, соответствующей локальному давлению. Затем возникает кипение вследствие большого подвода теплоты и мгновенного парообразования в перегретой жидкости, и температура уменьшается. Следовательно, разность температур в середине труб меньше, чем на концах, что может привести к значительному снижению характеристик в вертикальных испарителях (как с короткими, так и с длинными трубами), а также испарителях типа «корзины». Для повышения концентрации растворов необходимо учитывать рост температуры кипения при увеличении концентрации.

В качестве примера испарителя воды с естественной циркуляцией на рис.7  представлен вертикальный аппарат.  Коэффициент теплопередачи 3000-4000 Вт/м2∙К. Естественная циркуляция в этом аппарате происходит вследствие того, что образующаяся в кипятильных трубках пароводяная эмульсия имеет меньшую плотность, чем вода в кольцевом зазоре между корпусом и трубной системой, где ей сообщается значительно меньшее удельное количество тепла на единицу объема.

Вертикальный испаритель:

1- парообразующее пространство;

2- патрубок для подачи греющего пара;

3-патрубок для подачи выпариваемой жидкости;

4- нижняя крышка;

5- отвод конденсата пара;

6- трубка для сдувок;

7- греющая камера;

8- трубка для сдувок неконденсируемого  газа;

9- дренаж сепаратора;

10- сепаратор;

11- патрубок для отвода сухого  пара.

При этом в трубках устанавливается подъемное движение пароводяной эмульсии, а в кольцевом зазоре — опускное движение воды. Паровые пузырьки по выходе среды из трубок переходят в паровой объем. Уровень воды в аппарате поддерживается с помощью поплавкового регулятора питания выше верхней трубной решетки. Первичный (греющий) пар поступает в межтрубное пространство греющей камеры. Для отделения влаги из вторичного пара в верхней части парового пространства встроено сепарирующее устройство.

Паропреобразователь  - теплообменный  аппарат для испарения воды; разновидность испарителя, отличающаяся тем, что конечным продуктом рабочего процесса является не дистиллят (питательная вода), а пар водяной.

2.Змеевиковые теплообменники

Основным теплообменным элементом является змеевик-труба, согнутая по определенному профилю.

Конструкция змеевикового теплообменника показана на. Аппарат имеет корпус 1, в котором размещен змеевик 3 или система змеевиков. Витки змеевика ориентированы по винтовой линии. При большой площади поверхности теплообмена змеевики по длине набирают из нескольких секций. Во избежание прогибов труб при большом числе витков и большом диаметре навивки каждый виток закрепляют болтами на стойках.

Змеевиковый теплообменник:

1-     корпус

2-     стакан

3-     змеевик из трубы 

Пар вводится в верхнюю часть корпуса через вход п1 со скоростью до 50 м/с, выходит снизу через выход п2. Охлаждающая жидкость поступает в змеевик снизу через вход B1 и движется в нем со скоростью до [1]м/с, выходит через выход В2. Разность давлений теплоносителей в змеевиковых аппаратах может достигать 10 МПа.

Скорость движения жидкости мала вследствие большого сечения корпуса аппарата, что обусловливает низкие значения коэффициентов теплоотдачи от наружной стенки змеевика к жидкости (или наоборот). Для увеличения этого коэффициента теплоотдачи повышают скорость движения жидкости путем установки в корпусе аппарата, внутри змеевика, стакана. В этом случае жидкость движется по кольцевому пространству между стенками аппарата и стакана с повышенной скоростью.

Погружные змеевиковые теплообменники имеют сравнительно не-большую поверхность теплообмена (до 10-15 м2). Змеевиковые теплообменные аппараты – это аппараты, в которых теплообменная поверхность выполнена в виде объемного или плоского змеевика, расположенного в корпусе теплообменного аппарата, а теплоноситель с высоким давлением подается в трубное пространство змеевика. Эти аппараты применяют в химической, нефтехимической, газовой, а также в холодильной и пищевой отраслях промышленности. Теплообменные аппараты такого типа определяют как аппараты нежесткой конструкции с компенсацией температурных напряжений в результате свободного удлинения змеевика.

Классификация змеевиковых теплообменных  аппаратов. Эти аппараты классифицируют по назначению, по агрегатному состоянию теплоносителей и схемы их относительного движения, по конфигурации тепло – обменных элементов и их ориентации, по месту их расположения и виду компоновки, по характеру теплового контакта: По технологическому назначению – как кожухотрубчатые рекуперативные теплообменные аппараты;

По конфигурации змеевика – с  плоскими спиральными зигзагообразными объемными цилиндрической и конической формы;

По ориентации теплообменных элементов  в пространстве – с горизонтальным, вертикальным или наклонным расположением змеевиков;

По месту расположения теплообменных  элементов – с внутренними  змеевиками, установленными внутри корпуса, и с внешними.

Теплообменные элементы змеевиковых  теплообменных аппаратов

Размещенными на корпусе. Как правило, аппараты с внутренними теплообменными элементами называют погружными, а с внешними – теплообменными аппаратами с наружными змеевиками;

По числу заходов змеевика – одно – и многозаходные (многоэлементные);

По характеру теплового контакта теплообменных элементов с теплоносителем – погружные и оросительные.

Конструкции змеевиковых теплообменных аппаратов. Основным узлом аппарата является теплообменный элемент – змеевик. Представляющий собой трубу, как правило, круглого поперечного сечения, плоской или объемной конфигурации. На рис. 4.1.19 показан одноэлементный змеевиковый аппарат общепромышленного назначения, работающий по перекрестно – противоточной схеме взаимодействия теплоносителей. Аппарат состоит из змеевика , витки которого ориентированы по винтовой линии, цилиндрического стакана 2 и корпуса 3. Пар П\ вводится в верхнюю часть корпуса со скоростью до 50 м/с и выходит снизу П2. В трубное пространство змеевика снизу поступает нагреваемая жидкость В которая движется со скоростью до 2 м/с вверх к выходу В2- Разность давлений теплоносителей в теплообменнике может достигать до 10 МПа.В многозаходном змеевиковом аппарате витые трубы концами вваривают в трубные решетки 1. Теплопередающая поверхность состоит из большого количества змеевиков 2, расположенных по винтовой линии в кольцевом пространстве между внутренним барабаном 3 и кожухом 4. Один из теплоносителей движется внутри труб змеевика,

Многоэлементный змеевиковый теплообменный  аппарат с витыми трубами

Одноэлементный змеевиковый теплообменный  аппарат промышленного значения

Другой – вдоль оси корпуса аппарата и обтекает трубы почти в перпендикулярном к ним направлении. Теплообменные аппараты такой конструкции нашли применение в установках низкотемпературного разделения воздуха.

В многозаходном противоточно-винтовом аппарате для нагрева воды интенсификация теплообмена достигается в результате высоких скоростей движения теплоносителей. Нагреваемая вода поднимается по нескольким параллельно включенным змеевикам 10, а пар идет противотоком по спиральному каналу, образованному винтовыми перегородками 5. Подогреваемая вода входит в патрубок 8, опускается по трубе 3 в нижние коллекторы 2 и движется по змеевикам 10 вверх. Из змеевиков вода поступает в верхние коллекторы 9 и по кольцевому сечению между трубами 3 и 4 выходит в патрубок 7. Греющий пар через патрубок в крышке б поступает в аппарат и по спиральным каналам движется сверху вниз. Конденсат пара выходит из патрубка 1. Такая конструкция допускает большие скорости движения теплоносителей как в змеевиках, так и в корпусе аппарата, что обеспечивает высокие коэффициенты теплопередачи.

 Многоэлементный противоточно  – в и НТО вой змеевиковый  теплообменный аппарат для нагрева воды

Многоэлементный змеевиковый тепло  – обменный аппарат с плоскими спиральными змеевиками для охлаждения азотоводородной смеси состоит из четырех кольцевых секций 7, включенных параллельно по ходу газа и жидкости .К наружной и внутренней

Многоэлементный змеевиковый теплообменный  аппарат с плоскими спиральными змеевиками для охлаждения азотоводородной смеси

Обечайкам кожуха 5 каждой секции крепятся коллекторы 3 для подвода и отвода из секций охлаждающей жидкости. Коллекторы секций смещены один относительно другого на 90°. Газ в каждую секцию подводится сверху по вертикальному коллектору 2 и распределяется по приваренным к нему нескольким (10 – 14) плоским спиральным змеевикам 4, расположенным параллельно один над другим. Охлажденная газовая смесь выводится по такому же коллектору у внутренней обечайки кожуха. Между плоскими змеевиками установлена спиральная перегородка из листовой стали, сообщающая жидкости в межтрубном пространстве направление движения по спирали вдоль витков теплообменных элементов противоточно газовой смеси. Такой аппарат обладает хорошей способностью к самокомпенсации температурных напряжений, относительно малым гидравлическим сопротивлением, но достаточно сложен в изготовлении и монтаже. Проектирование змеевиковых теплообменников представляет собой комплексную задачу, включающую тепловой, конструктивный, гидравлический и прочностной расчеты.Расчет змеевикового теплообменного аппарата. Тепловой расчет сводится к определению площади поверхности теплопередачи, величина которой рассчитывается по уравнению по аналогии расчета кожухотрубчатых теплообменников. Однако при расчете коэффициента теплопередачи по уравнению коэффициенты теплоотдачи в трубном aj и межтрубном aj пространствах для змеевикового теплообменного аппарата определяются по формулам, полученным для этих теплообменников.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Удовлетворять все технические  потребности множества схем теплоснабжения не сможет никакой теплообменный аппарат. Все, что необходимо, это провести качественный расчет и подбор теплообменного аппарата для конкретных рабочих условий.

Теплообмен является ключевым технологическим  процессом в любой отрасли пищевой, химической, металлургической или энергетической промышленности. В его основе лежит процесс теплоотдачи через разделяющие потоки пластины. Не смотря на элементарность происходящих внутри теплообменника процедур, он считается сложным оборудованием, которое может функционировать по трем, абсолютно различным принципам: посредством конвекции, теплового излучения и теплопроводности.