Погружные теплообменники

Теплообменники этого типа состоят из плоских или цилиндрических змеевиков (аналогично витым), погруженных в сосуд с жидкой рабочей средой. Вследствие малой скорости омывания жидкостью и низкой теплоотдачи снаружи змеевика погружные теплообменники являются недостаточно эффективными аппаратами. Их целесообразно использовать, когда жидкая рабочая среда находится в состоянии кипения или имеет механические включения, а также при необходимости применения поверхности нагрева из специальных материалов (свинец, керамика, ферросилид и др.), для которых форма змеевика наиболее приемлема.

Оросительные теплообменники

Оросительные теплообменники представляют собой ряд расположенных одна над другой прямых труб, орошаемых снаружи водой. Трубы соединяют сваркой или на фланцах при помощи «калачей». Оросительные теплообменники применяют главным образом в качестве холодильников для жидкостей и газов или как конденсаторы. Орошающая вода равномерно подается сверху через желоб с зубчатыми краями. Вода, орошающая трубы, частично испаряется, вследствие чего расход ее в оросительных теплообменниках несколько ниже, чем в холодильниках других типов. Оросительные теплообменники — довольно громоздкие аппараты; они характеризуются низкой интенсивностью теплообмена, но просты в изготовлении и эксплуатации. Их применяют, когда требуется небольшая производительность, а также при охлаждении химически агрессивных сред или необходимости применения поверхности нагрева из специальных материалов (например, для охлаждения кислот применяют аппараты из кислотоупорного ферросилида, который плохо обрабатывается).

Ребристые теплообменники

Ребристые теплообменники применяют для увеличения теплообменной поверхности оребрением с той стороны, которая характеризуется наибольшими термическими сопротивлениями. Ребристые теплообменники (калориферы) используют, например, при нагревании паром воздуха или газов. Важным условием эффективного использования ребер является их плотное соприкосновение с основной трубой (отсутствие воздушной прослойки), а также рациональное размещение ребер.

Ребристые теплообменники широко применяют в сушильных установках, отопительных системах и как экономайзеры.

Заключение

Теплообменники по способу передачи теплоты подразделяют на поверхностные, где отсутствует непосредственный контакт теплоносителей, а передача тепла происходит через твердую стенку, и смесительные теплообменники в свою очередь подразделяют непосредственно. Поверхностные теплообменники в свою очередь подразделяют на рекуперативные и регенеративные, в зависимости от одновременного или поочередного контакта теплоносителей с разделяющей их стенкой.

Расчетная часть

Рассчитать вертикальный кожухотрубный теплообменник для конденсации 18000кг/ч насыщенного пара четырёххлористого углерода под атмосферным давление. Жидкий четырёххлористый углерод отводится из конденсатора при температуре конденсации. Охлаждающая вода, проходящая по трубам, нагревается от 10 до 60° С.

1) Определяем среднюю разность температур ∆t_ср

Температура конденсации пропилового спирта под атмосферным давлением 97,2° С (табл.1)

1) Температурная схема конденсатора:

Так как ∆t_н/∆t_к > 2, то средняя разность температур:

∆t_ср=

Средняя температура охлаждающей воды:

∆t_ср.в=t_конд - ∆t_ср =76,7-40,3=36,4

2) Тепловой поток Q (расход передаваемого тепла):

Q=G₁r₁=(18000/3600)*185,6*10³=9280000Вт

Где r₁=185,6*10³ Дж/кг – теплота конденсации этилового спирта при 77 (табл.2)

2) Расход охлаждающей воды

G_в=

С_в – теплоемкость воды при температуре t_ср.в, Дж/кгК (табл.3)