Теплообмінник

Теплообмінник, що містить перетинки і труби, які розташовані під кожухом, оснащеним трубними решітками, патрубками введення і відведення теп лоносіїв, люками, продувним і спускним кранами та встановленим на опорах, який відрізняється тим, що перетинки виконані повздовжніми і встановлені у кожусі з утворенням горизонтальних каналів прямокутного перерізу, які послідовно сполучені між собою, та у кожному з яких горизонтально встановлені перша і друга паралельні труби, причому кінець першої труби сполучений за допомогою калача з початком другої труби суміжного каналу Винахід відноситься до теплообмінних апаратів з нерухомими трубчатими каналами для одного з теплоносіїв, причому обидва теплоносія контактують з розділяючими їх стінками трубчатого каналу, у якому другий теплоносій тече вільними струменями по поверхні трубчатого каналу, зокрема до апаратів харчової або хімічної промисловості, в яких теплоносії рухаються з співрозмірними швидкостями, без зміни їх агрегатного стану Відомий теплообмінник, який містить декілька послідовно з'єднаних трубчатих елементів, які складаються з двох концентрично розташованих труб Внутрішні труби з'єднують калачами, а ЗОВНІШНІ - патрубками [А Г Касаткин "Основные процессы и аппараты химической технологии" с 348 349] Однак, оскільки поверхня теплообміну у теплообміннику цього типу утворюється лише зовнішньою поверхнею внутрішніх труб, цей теплообмінник вимагає значної витрати металу на одиницю поверхні теплообміну (велика металоємкість), він досить громіздкий і викликає труднощі при монтажі Відомий теплообмінник, який містить труби і перетинки, які розташовані під кожухом, який оснащений трубними решітками, патрубками введення і відведення теплоносіїв, люками, продувним і спускним кранами, і встановлений на опорах Крім цього, до кожуха з обох торцевих сторін приєднуються розподільчі камери, які мають розділяючі перетинки [О Г Лунин "Теплобменные аппараты пищевой промышленности" "Пищевая промышленность", М , 1967, с ] Однак, одночасний рух теплоносія по пучку труб створює ймовірність його інфікування за ра хунок виникнення "застійних" зон У відомого теплообмінника перетинки виконані поперечними сегментними, що збільшує ступінь забруднення міжтрубного простору Крім цього, збільшення КІЛЬКОСТІ перетинок зумовлює зростання гідравлічного опору, обмежує швидкість теплоносія і, ВІДПОВІДНО, обмежує підвищення інтенсивності теплообміну В основу винаходу поставлено завдання створити теплообмінник, у якому нове конструктивне виконання поверхні теплообміну дозволило б підвищити інтенсивність теплообміну на одиницю маси апарата і за рахунок цього зменшити витрату холоду (тепла) при більшій компактності апарата і меншій ймовірності інфікування теплоносія Поставлене завдання вирішується тим, що у теплообмінника, що містить труби і перетинки, які розташовані під кожухом, оснащеним трубними решітками, патрубками введення і відведення теплоносіїв, люками, продувним і спускним кранами та встановленим на опорах, згідно з винаходом перетинки виконані повздовжніми і встановлені у кожуху з утворенням горизонтальних каналів прямокутного перерізу, які послідовно сполучені між собою, та у кожному з яких горизонтально встановлені перша і друга паралельні труби, причому кінець першої труби сполучений з допомогою калача з кінцем другої труби суміжного каналу Встановлення повздовжніх перетинок внаслідок зниження площі поперечного перерізу міжтрубного простору дозволяє збільшити довжину шляху руху теплоносія в міжтрубному просторі, ВІДПОВІДНО, збільшити питому поверхню теплообміну (в розрахунку на одиницю маси апарата), а СО (О сч со ю 53263 ному каналі 6 горизонтально встановлені перша 3 і друга 4 паралельні труби, КІНЦІ ЯКИХ сполучені калачами 7 У верхній частині кожуха 1 встановлюється продувний кран 13, а у нижній частині кожуха 1 - спускний кран 14 Крім цього, кожух 1 оснащений патрубками введення 8 і 9 та відведення 10 і 11 теплоносіїв, люками 12 для огляду і ремонту теплообмінника і встановлений на опорах 15 Теплообмінник працює наступним чином Холодний теплоносій поступає у міжтрубний простір по патрубку 8 Він послідовно рухається по каналам 6 з загальним напрямком руху знизу догори, послідовно змінюючи при цьому напрямок руху у каналах 6 А саме, теплоносій рухається по каналу 6, наприклад, спочатку зліва направо, потім через зазор перетікає у суміжний верхній канал 6 і рухається справа наліво, потім через зазор перетікає у суміжний верхній канал 6 ірухається зліва направо По патрубку 10 теплоносій відводиться Гарячий теплоносій поступає у трубний простір по патрубку 9 спочатку з загальним напрямком знизу догори Він ПОСЛІДОВНО подається у першу трубу З, по калачу 7 перетікає у другу трубу 4 суміжного верхнього каналу 6, по калачу 7 - у першу трубу З суміжного верхнього каналу 6, при цьому послідовно міняючи напрямок руху А саме, теплоносій рухається по трубі 3 (або 4), наприклад, спочатку зліва направо, потім через калач 7 перетікає у трубу 4 (або 3) суміжного верхнього каналу 6 і рухається справа наліво, потім через калач 7 перетікає у трубу 3 (або 4) суміжного верхнього каналу 6 і рухається зліва направо 3 другої труби 4 другого зверху каналу 6, охолоджуваний теплоносій послідовно по калачу 7 перетікає у другу трубу 4 самого На фіг 1 зображений теплообмінник, на фіг 2 верхнього каналу 6 Потім з загальним напрямком представлений вид А теплообмінника а на фіг 3 руху зверху донизу теплоносій перетікає у першу вид Б, де 1 - кожух, 2 - повздовжня перетинка, 3 трубу 3 суміжного нижнього каналу 6, потім - у друперша труба, 4 - друга труба, 5 - трубна решітка, 6 гу трубу 4 суміжного нижнього каналу 6, при цьому - канал, 7 - калач, 8 і 9 - патрубки введення теплопослідовно міняючи напрямок руху Гарячий тепносіїв, 10 і 11 - патрубки відведення теплоносіїв, лоносій відводиться по патрубку 11 Повітря і ІНШІ 12 - люки, 13 - продувний кран, 14 - спускний кран, гази, які виділяються з холодного теплоносія, не 15 - опори конденсуються і при цьому погіршують теплообДо стінок кожуха 1 прикріплені повздовжні пемін, періодично видаляють через продуктивний ретинки 2, які розділяють міжтрубний простір на кран 13 Через спускний кран 14 при очищенні тегоризонтальні канали 6 прямокутного перерізу плообмінника видаляють залишки холодного тепПричому, повздовжні перетинки 2 почергово з одлоносія нією з трубних решіток 5 утворюють зазор У кож також зменшити металоємність апарата і збільшити його компактність Встановлення повздовжніх перетинок знижує площу поперечного січення міжтрубного простору, і, таким чином, збільшує швидкість теплоносія, ВІДПОВІДНО, підвищує коефіцієнт теплопередачі і інтенсивність теплообміну на одиницю об'єму апарата, ВІДПОВІДНО, зменшує витрату холодного теплоносія Крім цього, збільшення швидкості теплоносія знижує можливість відкладення забруднень на поверхні теплообміну, ВІДПОВІДНО, підвищення експлуатаційних якостей теплообмінника і зменшення вартості обслуговування апарата КІЛЬКІСТЬ перетинок розрахована з врахуванням зростання гідравлічного опору Використання калачів (у порівнянні з прямими трубами) збільшує турбулізацію потоку гарячого теплоносія під дією відцентрових сил, ВІДПОВІДНО, збільшуються коефіцієнти тепловіддачі а, ВІДПОВІДНО, збільшується коефіцієнт теплопередачі К, ВІДПОВІДНО, збільшується інтенсивність теплообміну Послідовний рух теплоносія по трубах при використанні калачів дозволяє зменшити ймовірність його інфікування за рахунок зниження ймовірності утворення застійних зон Таке компактне розташування поверхні теплообміну дозволяє підібрати оптимальну форму та розміри кожуха, забезпечуючи компактність апарата, зниження його металоємності в цілому, а також зручність його монтажу Таким чином, таке конструктивне виконання поверхні теплообміну дозволяє підвищити інтенсивність теплообміну на одиницю маси апарата і за рахунок цього зменшити витрату охолоджуючого теплоносія при більшій компактності і меншій ймовірності інфікування теплоносія 53263 ФігЗ ir.2 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24