Методичні вказівки для вивчення учбових матеріалів по розділу «Вступ до пінч-аналізу» за курсом «Вступ до спеціальності», страница 4

Кожухотрубчастий теплообмінник представляє конструкцію, яка складається з металевого кожуха, в якому розміщено безліч трубок малого діаметру, складених в трубний пучок (рис. 3) за допомогою трубних грат.

а                                                             б

Рисунок 2 – Теплообмінний апарат типу «труба в трубі»: а – принципова схема теплообмінника і схема руху теплоносіїв. 1 – зовнішня труба; 2 – внутрішня труба; 3 – фланці для з'єднання з трубами, по яких подається теплоносій; б – загальний вид теплообмінника а                                                                         б              

                                                        в                                                            г               

Рисунок 3 – Кожухотрубчатий теплообмінний апарат  а – принципова схема і схема потоків теплоносіїв. 1 – кожух; 2 – трубна дошка; 3 – труби; 4 – кришка теплообмінника; 5 – фланець, б – поперечний розріз кожухотрубчатого теплообмінника. 1 – кожух; 2 – міжтрубний простір; 3 – труби трубного пучка, в – загальний вид теплообмінника, г – трубні дошки з трубами

Трубні грати приварені до корпусу (кожуху). У кожухотрубчатому теплообмінному апараті один теплоносій (I) рухається всередині труб у трубному просторі, а другий (II) – у міжтрубному просторі і омиває пучок труб зовні.

У пластинчастому теплообмінному апараті (рис. 4) поверхня теплообміну утворюється гофрованими пластинами. Пластини стягнуті затисками між головними плитами, а між пластинами по їх краях розташовані гумові прокладки. Простір між пластинами є системою вузьких каналів шириною 1–6 мм з хвилястими стінками, що збільшує тепловіддачу від теплоносіїв до пластин. Теплоносії, які обмінюються тепловою енергією, рухаються в каналах між суміжними пластинами та омивають протилежні бокові сторони кожною з пластин.

Рисунок 4 – Пластинчастий теплообмінний апарат а – конструкція і схема руху теплоносіїв, б – загальний вигляд, в – розташування прокладок на пластині, г – розташування прокладок між пластинами

У спіральному теплообміннику (рис. 5) поверхня теплообміну утворюється двома гофрованими металевими стрічками, які згорнуті по спіралі. Внутрішні кінці стрічок приварені до глухої перегородки (3), а зовнішні кінці зварені один з одним.

З торців спіралі герметично зачинені кришками. Таким чином, всередині апарату утворюються два ізольовані спіральні канали шириною 4–8 мм, по яких назустріч один одному рухаються теплоносії.

Ще одним типом теплообмінників, виготовлених з пластин, є пластинчасто-ребристі теплообмінні апарати, в яких збільшення площі поверхні теплообміну досягається за рахунок наявності ребер в міжпластинчатих каналах (рис. 6).

Рисунок 6 – Елемент пластинчасто-ребристого теплообмінного апарату

У промисловості застосовується багато інших змішаних типів теплообмінників, наприклад, стільникові теплообмінники, пластинчасті друковані і дифузійні зв'язані пластинчасто-ребристі теплообмінники.

Існує широкий набір матеріалів, з яких виготовляються всі ці теплообмінні апарати. Це може бути і звичайне залізо, і різні марки сталей, і інші металеві сплави. Застосовуються також кераміка і полімери.

Зрозуміло, що вартість теплообмінного апарату залежатиме як від його конструкції, так і від матеріалів з яких апарат виготовлений. Ці характеристики є важливими для оптимізації теплообмінних мереж ХТС, оскільки саме ціна встановленого теплообмінного устаткування спільно з вартістю енергії, яка споживається ХТС, визначають те значення DT_min, для якого виконується проект системи теплообміну.

Теплообмінні апарати на технологічних схемах традиційно позначаються у вигляді кола, куди входять і звідки виходять холодний і гарячий теплоносії (рис. 7а).