Теплообмінник кожухотрубний

Реферат: Теплообмінник кожухотрубний містить циліндричну обичайку із патрубками для підведення (відведення) одного з теплоносіїв, пучок труб із трубними решітками, кришки з патрубками для підведення та відведення другого теплоносія, спрямовуючий насадок, який виконаний коноїдальним та перемішуючий пристрій (вал з турбінами). UA 80942 U (54) ТЕПЛООБМІННИК КОЖУХОТРУБНИЙ UA 80942 U UA 80942 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до теплообмінного обладнання, зокрема до апаратів із трубчастими теплообмінними елементами, і призначена для застосування в теплообмінних процесах, які потребують підтримки сталої температури, у хімічній, нафтохімічній, харчовій та споріднених із ними галузях промисловості. Відомий багатосекційний кожухотрубний теплообмінник, який складається із з'єднаних співвісно секцій, розділених проміжними камерами. Кожна з секцій має корпус із пучками труб, закріплених у трубних решітках та штуцери для входу та виходу гріючого теплоносія. У проміжних камерах встановлені перемішуючі пристрої, які закріплені на валу. З обох кінців крайніх секцій встановлені кришки зі штуцерами для введення та виведення нагрітого теплоносія [Патент RU №2219454, МПК7 F28D7/00, заявл. 17.07.2002, опубл. 20.12.2003]. Недоліком теплообмінника є недостатньо інтенсивне перемішування теплоносія у вихідній камері, що призводить до повільного вирівнювання поля температур середовища на виході з апарата. Найбільш близьким аналогом є кожухотрубний теплообмінник, що містить циліндричну обичайку з патрубками для підведення (відведення) одного з теплоносіїв, пучок труб із трубними решітками, кришки з патрубками для підведення та відведення другого теплоносія, спрямовуючий насадок, вал з турбінами (перемішуючими пристроями) [Патент України №53821 U, МПК(2009) F28D7/00, заявл. 22.02.2010, опубл. 25.10.2010, Бюл. №20, 2010 p.] Недолік у теплообмінника такий самий, що і у розглянутого вище аналога. В основу корисної моделі поставлено задачу вдосконалити теплообмінний апарат, у якому нове виконання його насадка буде забезпечувати інтенсифікацію процесу теплообміну і вирівнювання температури середовища на виході з апарата. Поставлена задача вирішується тим, що у теплообміннику кожухотрубному, що містить циліндричну обичайку з патрубками для підведення (відведення) одного з теплоносіїв, пучок труб із трубними решітками, кришки з патрубками для підведення та відведення другого теплоносія, спрямовуючий насадок, вал із перемішуючими пристроями (турбінами), згідно з корисною моделлю новим є те, що насадок (варіант 1) виконаний коноїдальним або (варіант 2) у вигляді струминного насоса (елеватора). Насадок коноїдальної конфігурації (окреслений по формі витікаючого струменя) має найвищі коефіцієнти швидкості та витрат, що забезпечить підвищення швидкості обертання вала із перемішуючими пристроями. Насадок у вигляді струминного насоса (елеватора) забезпечить додаткове перемішування теплоносія у вхідній камері та підвищення швидкості обертання вала із перемішуючими пристроями. В обох випадках спрямований потік струменю теплоносія буде обертати вал із перемішуючими пристроями, які і будуть турбулізувати потік з вирівнюванням його температурного поля на виході із теплообмінного апарата. Суть корисної моделі пояснюється креслениками (фіг. 1-3), на яких зображено: на фіг. 1 поперечний переріз теплообмінного апарата; на фіг.2 - вузол А (варіант 1) теплообмінного апарата, зображеного на фіг. 1; на фіг. 3 - вузол А (варіант 2) теплообмінного апарата, зображеного на фіг. 1. Теплообмінник складається з циліндричної обичайки 1, до якої приварені трубні решітки 5, у яких закріплений пучок трубок 8 зі штуцерами 6 і 7 для подачі (відведення) одного із теплоносіїв. Теплообмінник має кришки 10 і 14 з вхідним 11 та вихідним 12 штуцерами для другого теплоносія, при чому штуцер 11 має насадок 9. Перемішуючий пристрій складається з турбін 2 і 13, закріплених на валу 3, встановленого на антикорозійних підшипниках 4. Насадок 9 (варіант 1) має коноїдальну форму. У варіанті 2, насадок 9 виконано у вигляді струминного насоса, який складається з сопла 14, дифузора 15, камери змішування 16 та всмоктувального патрубка 17. Теплообмінник працює наступним чином. Один із теплоносіїв подається через штуцер 11 з насадком 9, який направляє потік рідини на лопатки турбіни 2. За рахунок того, що насадок має коноїдальну форму (варіант 1), струмінь теплоносія буде мати високу швидкість і спрямований потік рідини примушує турбіну швидко обертатись і через вал 3 передавати крутний момент на турбіну 13. Таким чином відбувається інтенсивна турбулізація та перемішування рідини з вирівнюванням температурного поля в кришках теплообмінника. Другий теплоносій циркулює у міжтрубному просторі через штуцери 6 та 7. У найбільш сприятливому випадку (варіант 2) при виході теплоносія із сопла 14 насадка 9 (виконаного у вигляді струминного насоса), за соплом 14 утворюється деяке розрядження, що викликає підсмоктування теплоносія через патрубок 17, і змішування його у камері змішування 1 UA 80942 U 5 16. Далі інтенсивний спрямований потік теплоносія виходить з дифузора 15 і примушує турбіну 2 швидко обертатись і через вал 3 передавати крутний момент на турбіну 13. Таким чином відбувається інтенсивна турбулізація та перемішування рідини з вирівнюванням температурного поля в кришках теплообмінника. Другий теплоносій циркулює у міжтрубному просторі через штуцери 6 та 7. Технічний результат полягає в тому, що запропоновані насадки кожухотрубного теплообмінника дозволяють інтенсифікувати процес теплопередачі за рахунок вирівнювання температурного поля і турбулізації потоку крильчатками турбіни у вихідній камері. 10 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 1. Теплообмінник кожухотрубний, що містить циліндричну обичайку із патрубками для підведення (відведення) одного з теплоносіїв, пучок труб із трубними решітками, кришки з патрубками для підведення та відведення другого теплоносія, спрямовуючий насадок, перемішуючий пристрій (вал з турбінами), який відрізняється тим, що насадок виконаний коноїдальним. 2. Теплообмінник за п. 1, який відрізняється тим, що насадок виконаний у вигляді струминного насоса (елеватора). 2 UA 80942 U Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3