Подбор и расчет теплообменника

Проектирование теплообменников – сложный процесс, во время которого надо учесть большое число требований, которые нередко весьма размыты и в некоторых моментах противоречат друг другу.

К числу наиболее значимых можно отнести:

• соблюдение условий проведения технологического процесса;
• стремление к получению высокого коэффициента теплопередачи;
• как можно меньшее гидравлическое сопротивление;
• устойчивость составляющих устройства к коррозии;
• возможность чистки поверхностей;
• высокий уровень технологичности конструкции при максимально экономном расходовании материалов.

Теплообменники делятся по разным характеристикам: их форме, типу теплоносителя и методу теплопередачи. Последний параметр – один из наиболее значимых, по нему устройства классифицируются на смесительные, регенеративные и поверхностные.

Последний вариант – самый распространенный и важный. В подобных агрегатах между теплоносителями расположена стенка, через которую и транспортируется тепло. В некоторых устройствах такого типа поверхность теплообмена трубчатая, в других ее роль играет стенка устройства или несколько металлических листов.

Смесительные аппараты отличаются от остальных тем, что в них обмен теплом происходит при прямом контакте теплоносителей. К числу подобных агрегатов можно отнести градирни. Что же касается регенеративных теплообменных устройств, то там тепло переносится за счет попеременного нагрева и охлаждения насадки. Именно они обычно задействуются там, где надо регенерировать теплоту отходящих газов.

На химических предприятиях чаще всего производят расчет трубчатых поверхностных аппаратов. Нередко такие агрегаты носят название кожухотрубных. У них есть положительные стороны – надежность, простота производства, значительная поверхность теплообмена.

Этот тип устройств широко распространен, так как имеет несложную конструкцию. Государственный стандарт предполагает изготовление устройств следующих типов: ТК – с температурным компенсатором и несколькими решетками из труб; ТН – с жестким кожухом; ТУ – с трубками U-формы, ТП — с плавающей головкой; ТС – оснащенные сальником.

Эти устройства могут иметь разное назначение и выполнять задачи подогревателей, холодильников, испарителей и конденсаторов. От скорости работы теплоносителей зависит многое, поэтому изготавливаются двух-, четырех-, шести- и двенадцатиходовые агрегаты, каждый из которых предназначен для определенных целей. Производится большое число таких устройств, при этом они не только дешево обходятся, но и отличаются неплохими характеристиками.