Теплофизические свойства теплоносителей. Мощность теплообменного аппарата. Средняя разность температур между теплоносителями, страница 3

Средняя арифметическая температура принимается для теплоносителя с большим водяным эквивалентом потому, что перепад температур этого теплоносителя небольшой, и средняя температура близка к средней арифметической.

Определение средней расчетной температуры теплоносителя с меньшим водяным эквивалентом по средней арифметической температуре теплоносителя с большим водяным эквивалентом с учетом средней разности температур теплоносителей является правильным, так как, решая уравнения плотностей теплового потока, написанных по закону Ньютона, и теплопроводности через многослойную плоскую стенку, путем исключения температур стенки, возможно, получить уравнение теплопередачи при переменных температурах теплоносителей.

Иногда коэффициент теплопередачи вычисляют по температурам теплоносителей в начале и в конце поверхности нагрева. Если найденные таким образом коэффициенты теплопередачи незначительно отличаются друг от друга, то среднее арифметическое из них принимается за среднее значение коэффициента теплопередачи.

При значительном отличии коэффициентов теплопередачи поверхность нагрева делят на отдельные участки с одинаковым количеством тепла, подведенного или отведенного от теплоносителя. Также поступают и в тех случая, когда условия омывания поверхности нагрева теплообменного аппарата резко меняются. Если при этом температура теплоносителя изменяется, то средний коэффициент теплопередачи рассчитывается как отношение суммы произведений средних значений коэффициентов теплопередачи на отдельных участках, умноженных на площадь поверхности нагрева теплообменного аппарата.

В результате теплового расчета межтрубного пространства определяется коэффициент теплоотдачи между потоком теплоносителя и наружной поверхностью труб.

Целью гидравлического расчета межтрубного пространства является определение падения давления теплоносителя , проходящего в межтрубном пространстве теплообменного аппарата.

Межтрубное пространство кожухотрубного теплообменного аппарата представляет из себя пучок труб, помещенных в кожух. Концы труб закрепляется с помощью вальцовки, сварки или пайки в трубных решетках. В кожух теплообменного аппарата с помощью дистанционных трубок устанавливаются перегородки. Перегородки поддерживают трубы от провисания и, кроме того, вызывают интенсификацию теплообменного аппарата в межтрубном пространстве. К кожуху теплообменного аппарата привариваются штуцеры для входа и выхода теплоносителя из межтрубного пространства. После входного штуцера в ряде случаев устанавливается отбойник, необходимый для уменьшения вибраций пучка труб, равномерного распределения  потока теплоносителя в межтрубном  пространстве и снижении эррозии ближайших входному штуцеру труб. К кожуху теплообменного аппарата с помощью фланцевого соединения крепятся крышки со штуцером для входа и выхода продукта из трубного пространства.

В кожухотрубных теплообменных аппаратах теплоноситель, поступая в межтрубное пространство, в силу конструктивных особенностей делится на несколько потоков: поток А- основной поперечный поток; В-перетоки в щелях между отверстиями в перегородках и трубами; С- перегородки между кромками перегородок и кожухом; D- байпасный поток через зазор между пучками труб и кожухом.

Разделение потока теплоносителя, поступающего в межтрубное пространство, на несколько потоков значительно усложняет гидродинамическую картину движения теплоносителя по сравнению с поперечным омыванием пучков труб и оказывает существенное влияние как на конвективный теплообмен, как и на гидравлическое сопротивление потоку в межтрубном пространстве. Распределение потоков в межтрубном пространстве зависит от конструктивных характеристик теплообменного аппарата, оптимизация которых является главной задачей при создании новых теплообменников.