Вертикальний кожухотрубний теплообмінник

Реферат: UA 115492 U UA 115492 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 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.З.], 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 апарата, де конденсується, після чого конденсат відводиться з апарата через штуцер відведення рідини. Недоліком конструкції прототипу 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 теплообмінника шляхом виконання його теплообмінних трубок з парасольками, що забезпечує інтенсифікацію теплообміну. Поставлена задача вирішується тим, що вертикальний теплообмінник складається з циліндричного кожуха, кришки і днища, а також трубних решіток із закріпленими в них теплообмінними трубками, згідно з корисною моделлю, теплообмінні труби виконано з парасольками. Основний термічний опір процесу тепловіддачі між стінкою і потоком пари зосереджений у пристінному шарі товщиною 3-5 % радіуса трубки. При використанні гладких теплообмінних трубок пристінний шар конденсату 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 розірвати плівку на зовнішній поверхні труб цей пристінний шар, при цьому буде незначне підвищення гідравлічного опору. Найбільш доступним і ефективним методом керуючого впливу на процес конденсації полягає в тому, щоб розірвати плівку конденсату, що стікає по трубах. Відривна зона і організовані вихрові структури є ефективним засобом додаткової інтенсифікації потоку. Парасольки забезпечують відривання шару плівки конденсату, які розміщенні вздовж стінки і створюють відривні зони. Висота між парасольками повинна бути порівнянна з висотою пристінного шару, в якому зосереджена основна частина термічного та гідравлічного опору між потоком і стінкою. Відстань між парасольками не повинна бути надто малою і надто великою. Оптимальна відстань між сходинками рекомендовано в межах 0,5-0,8 м для того, щоб забезпечити оптимальне використання поверхні. Конструкція вертикального конденсатора показана на кресленні. Вертикальний теплообмінник (див. креслення) складається з циліндричного кожуха, кришки і днища, які кріпляться до циліндричного кожуха. Теплообмінні трубки 7 закріплені до верхньої 5 та нижньої 6 трубних решіток, що розташовані на торцевих поверхнях кожуха. Рідина, яка нагрівається, потрапляє в кришку апарата по штуцеру 1, а відводиться - по штуцеру 2. Теплоносій, що конденсується надходить в міжтрубний простір теплообмінника по штуцеру 3 і виходить через штуцер 4. Вертикальний конденсатор працює наступним чином. Пара, яку потрібно сконденсувати, під тиском надходить по штуцеру 3, проходить по міжтрубному простору, конденсується і плівкою стікає вниз по трубках 7, конденсат виводиться через вихідний штуцер 4. Рідина направляється по пучках теплообмінних трубок 7 в наступну камеру, яка утворюється днищем і трубною решіткою 6. Таким чином, рідина поступово нагрівається, проходячи всі пучки теплообмінних трубок 7. В кожухотрубному теплообмінному апараті використовуються теплообмінні трубки 7, виконані з діаметром, що змінюється ступінчасто. При проходженні рідини по цих трубках пристінний шар потоку створює турбулентні вихри, які поширюються вздовж стінки, змішуються з ядром потоку, що і призводить до збільшення коефіцієнта теплообміну в теплообмінних трубках. Технічний результат від запропонованої конструкції вертикального конденсатора з використанням теплообмінних трубок, які виконано з парасольками, що розміщені на зовнішній поверхні, які розривають плівку і цим самим забезпечують інтенсифікацію теплообміну на зовнішній поверхні трубок, а відповідно і збільшується коефіцієнт тепловіддачі, а отже і теплопередачі, полягає у збільшенні продуктивності такого теплообмінного апарата. Джерела інформації: 1 UA 115492 U 1 Патент UA № 93521, МПК F28F 1/00 Вертикальний кожухотрубний теплообмінник., опубл 10.10.2014, бюл. № 19. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 Вертикальний теплообмінник, що складається з циліндричного кожуха, кришки і днища, а також двох трубних решіток із закріпленими в них теплообмінними трубками, який відрізняється тим, що трубки виконано з парасольками, що розміщені на зовнішній поверхні труб. Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2