Вертикальний конденсатор

Реферат: Вертикальний конденсатор складається з циліндричного кожуха, кришки і днища, а також двох трубних решіток із закріпленими в них теплообмінними трубками. Трубки виконані з діаметром, що змінюється ступінчасто. UA 103772 U (54) ВЕРТИКАЛЬНИЙ КОНДЕНСАТОР UA 103772 U UA 103772 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до кожухотрубних теплообмінних апаратів і може бути використана у хімічній, нафтохімічній, харчовій, фармацевтичній та в інших галузях промисловості. Даний вертикальний конденсатор можна використовувати для конденсації парів летючих речовин. За найближчий аналог прийнята конструкція кожухотрубного багатоходового теплообмінного апарата [Лунин О.Г., Вельтищев В.Н. Теплообменные аппараты пищевых производств. - М.: Агропромиздат, 1987. - С. 13, рис. 1.3.], який складається з циліндричного кожуха, кришки і днища, а також трубних решіток із закріпленими в них теплообмінними трубками. Пара, яку необхідно сконденсувати, потрапляє в міжтрубний простір конденсатора через вхідний штуцер, що закріплений на обичайці апарату, де конденсується після чого конденсат відводиться з апарата через штуцер відведення рідини. Недоліком конструкції найближчого аналогу вертикального конденсатора є недостатня ефективність його роботи в зв'язку з невисоким коефіцієнтом теплопередачі через стінку гладкої поверхні теплообмінних трубок, які закріплені в трубній решітці. В основу корисної моделі поставлена задача підвищення продуктивності конденсатора шляхом виконання його теплообмінних трубок з змінним діаметром, що забезпечує інтенсифікацію теплообміну. Поставлена задача вирішується тим, що конденсатор складається з циліндричного кожуха, кришки і днища, а також трубних решіток із закріпленими в них теплообмінними трубками, в якому згідно з корисною моделлю, теплообмінні труби виконано з діаметром, що змінюється ступінчасто. Основний термічний опір процесу тепловіддачі між стінкою і потоком зосереджений у пристінному шарі товщиною 3-5 % радіуса трубки. При використанні гладких теплообмінних трубок пристінний шар рідини спричиняє основний опір теплообміну та не змішується з основним ядром потоку. Тому для того, щоб отримати при тій же швидкості потоку суттєве збільшення коефіцієнта тепловіддачі потрібно додатково турбулізувати тільки цей пристінний шар, при цьому буде незначне підвищення гідравлічного опору. Додаткова турбулізація ядра потоку, шляхом збільшення швидкості потоку, не дає помітного збільшення коефіцієнта тепловіддачі, але призводить до суттєвого зростання гідравлічного опору. Найбільш доступним і ефективним методом керуючого впливу на структуру турбулентного потоку є створення в ньому відривних зон або інших організованих вихрових структур. Відривна зона і організовані вихрові структури є ефективним засобом додаткового створення турбулентності в потоці. У плавно окреслених турбулізаторах, в порівнянні з різко окресленими, гідравлічні втрати значно менші саме внаслідок впорядкованої системи ступінчастої поверхні труб. Виступи забезпечують генерацію турбулентних вихрів, які поширюються вздовж стінки і слабо дифундують в ядро потоку. Висота сходинок між трубами різного діаметру повинна бути порівнянна з висотою пристінного шару, в якому зосереджена основна частина термічного та гідравлічного опору між потоком і стінкою. Відстань між сходинками не повинна бути надто малою і надто великою. Оптимальна відстань між сходинками рекомендовано в межах 15