Конспект конструкцій

 зубчатими краями. Відпрацьована вода відводиться з піддона 4, встановленого під змійовиками.

У зв’язку з випаровуванням води, що підсилюється при недостатньому зрошуванні, теплообмінники цього типу частіше за все встановлюють на відкритому повітрі; їх огороджують дерев’яними решітками (жалюзі), головним чином для того, щоб звести до мінімуму розповсюдження бризок води.

Недоліки.  Зрошувальні теплообмінники працюють при невеликих теплових навантаженнях та коефіцієнти теплопередачі в них не високі, громіздкі, нерівномірність змочування зовнішньої поверхні труб, корозія труб киснем повітря, наявність крапель та бризок, які попадають в навколишній простір.

Переваги. Відносно мала витрата води, простота конструкції, легкість очищення зовнішньої поверхні труб, придатні для процесів теплообміну при високих тисках.

2.7. Спіральний теплообмінник

Рисунок 2.7. Спіральний теплообмінник.

1,2 – листи, звернуті в спіралі; 3 – перегородка; 4,5 – кришки.

Призначення. Застосовуються головним чином для нагріву та охолодження газів та конденсації парів.

Принцип роботи.  В спіральному теплообміннику поверхня теплообміну утворюється двома металевими листами 1 і 2, звернутими по спіралі. Внутрішні кінці листів приварені до глухої перегородки 3, а їх зовнішні кінці зварені один з одним. З торців спіралі закриті встановленими на прошарках плоскими кришками 4 та 5. Таким чином, всередині апарата утворюються два ізольованих один від іншого спіральних канала (шириною 2-8 мм), по яким, зазвичай противотоком, рухаються теплоносії. Як показано на рис.10, теплоносій 1 надходить через штуцер та видаляється через боковий штуцер в правій кришці теплообмінника, а теплоносій 2 входить в верхній штуцер та видаляється через боковий штуцер влівій кришці.

Переваги. Спіральні теплообмінники досить компактні, працюють при високих швидкостях тепоносіїв (для рідин 1-2 м/сек) та мають при рівних швидкостях середовищ меншим гідравлічним опором, ніж трубчасті теплообмінники різних типів. 

Недоліки. Складні в виробництві та працюють при обмежених надлишкових тисках, які не перевищують 10 атм, оскільки намотка спіралей ускладнюється зі збільшенням товщини листів; крім того, виникають труднощі при створенні щільного з’єднання між спіралями та кришками.

2.8. Блочні теплообмінники

Рисунок 2.8. Блочний теплообмінник з графіту.

1 – графітові блоки;2 – вертикальні круглі канали; 3 – горизонтальні круглі канали; 4 – бокові переточні камери;5 – торцева кришка.

Призначення. Для процесів теплообміну, які протікають в хімічно агресивних середовищах.

Принцип роботи. Блочний теплообмінник з графіту складається з окремих графітових блоків 1, які мають наскрізні вертикалні канали 2 круглого перерізу та перпендикулярні їм канали 3. Теплоносій 1 рухається по вертикальним каналам, а теплоносій 2 – по горизонтальним каналам 3, проходячи послідовно всі блоки, як показано  на рис. 11. Горизонтальні канали різних блоків з’єднуються одне з одним через бокові переточні камери 4. Графітові камери ущільняються між собою прошарками з резини 

або тефлону та стягуються торцевими кришками 5 на болтах.

Переваги. Високий коефіцієнт теплопровідності 92-116 вт/(м*град).

Недоліки. Робочий тиск не перевищує 3 ат.

2.9. Шнекові теплообмінники

Рисунок 2.9.  Шнековий теплообмінник.

1 – корпус; 2 – рубашка; 3,4 – порожнисті шнеки; 5 – сальники порожнистих валів.

Призначення. При тепловій обробці високов’язких рідин та сипучих матеріалів, котрі володіють низькою теплопровідністю, тепловіддача може бути інтенсифікована шляхом безперервного  оновлення поверхні матеріала, який дотикається зі стінками апарату. Це досягається при механічному перемішуванні та одночасному переміщенні матеріала за допомогою шнеків. 

Принцип роботи. Матеріал надходить в одному кінці корпуса 1 з рубашкою 2 та перемішується обертаючимися назустріч один одному шнеками 3 і 4, які транспортують його до протилежного, розвантаженого кінця корпуса. Іноді для збільшення поверхні теплообміну шнеки виробляють порожнистими і в них через порожнисті вали, оснащені сальниками 5, теплоносій надходить в порожнисті витки шнеків.

Переваги. Інтенсифікація процесу за рахунок безперервного оновлення поверхні матеріалу.

Недоліки. Складність виробництва апаратів.

2.10. Регенеративні теплообмінники

Рисунок 2.10. Схема роботи регенераторів з нерухомою насадкою.

1,2 – регенеративні теплообмінники з насадкою; 3,4 – клапани;

І і ІІ – холодний та гарячий теплоносії.

Призначення. В хімічній промисловості для нагрівання рідин та газів.

Принцип роботи. Регенеративні теплообмінники зазвичай складаються з двох апаратів циліндричної форми, корпуси яких заповнюють насадкою в вигляді звернутої в спіраль гофрованої металевої стрічки, цегли, шматків шамоту, листового матеріалу та інших матеріалів. Ця насадка поперемінно нагрівається при дотиканні з гарячим теплоносієм, потім, віддає йому свою теплоту.

В період нагріву насадки через апарат 1 пропускають гарячий газ, який охолоджується та надходить на подальшу обробку, а через інший апарат 2 – холодний газ, який віднімає теплоту в насадки, розігрітої в попередньому циклі. Кожний цикл, таким чином, складається з двох періодів: розігріву насадки та її охолодження. Переключення апаратів після кожного періода нагрівання та охолодження, котре триває зазвичай по декілька хвилин, відбувається автоматично за допомогою клапанів 3 та 4.

Переваги. Компактність, дешевизна матеріалів, з яких він виготовляється.

Недоліки. Відбувається часткове змішування теплоносіїв.

РОЗДІЛ ІІІ

«ВИПАРНІ АПАРАТИ»

3.1.Змієвиковий випарний апарат

Призначення. Випарювання розведених розчинів. Можливе випарювання невеликих кількостей хімічно агресивних речовин.

Принцип дії. В корпусі 1 такого апарата розміщені парові змійовики 2, а в паровому просторі встановлено бризкоуловлювач 3. При проходженні крізь бризко-уловлювач потік