Конструктивные и режимные характеристики кожухотрубных теплообменных аппаратов

Слайд 1.

Конструктивные и режимные характеристики кожухотрубных теплообменных аппаратов

1. Компоновка труб в трубном пучке

Слайд 2.

В кожухотрубных теплообменных аппаратах с цилиндрическим кожухом трубы могут быть расположены по сторонам шестиугольников (в вершинах равносторонних треугольников - треугольная разбивка)  или по концентрическим окружностям (концентрическая разбивка)  - рис. 1

Рис.1. Размещение труб в трубном пучке: а – по сторонам шестиугольников; б – по концентрическим окружностям;  в – мостик между трубами

Шаг между трубами [pic 1] принимается из условий прочности трубной решетки и из технологических соображений  [pic 2]= (1,2... 1,4) [pic 3], но не менее           [pic 4] = di+ 6 мм. При [pic 5]<1,2 di возникают сложности с креплением труб в трубной решетке.

Слайд 3.

Общее число труб, заключенных внутри шестиугольника (при треугольной разбивке)

[pic 6],                                                                        (1,1)

При m>7 сегменты между краем трубной решетки и сторонами наружного шестиугольника желательно заполнять трубами.

Размещение труб по концентрическим окружностям производится так, чтобы был выдержан радиальный шаг [pic 7], т.е. расстояние между окружностями, и примерно такой же шаг между трубами по окружности.

Число труб по окружностям, расположенным с шагом, приблизительно равным [pic 8], составляет

[pic 9],

[pic 10],

[pic 11],                                                                (1.2)

Шестиугольная (треугольная)  разбивка труб при числе шестиугольников m≥6 (при условии заполнения сегментов трубами) выгоднее размещения труб по концентрическим окружностям (табл. 1).

Слайд 4.

Обычно число труб, размещаемых в трубном пучке, определяется с помощью таблиц.

Следует иметь в виду, что в многоходовых (по трубам) теплообменных аппаратах число труб меньше, чем в одноходовых теплообменных аппаратах, вследствие установки перегородок в крышках и наличия мест,  где трубы не могут быть установлены.

Слайд 5.

1. Геометрические характеристики трубных пучков

Свободное сечение для прохода теплоносителя при продольном обтекании трубного пучка

[pic 12],м2                                                                (2.1)

Эквивалентный (гидравлический) диаметр

[pic 13],м.                                                                        (2.2)

При двух ходах в межтрубном пространстве (при наличии продольной перегородки в кожухе ТА)

[pic 14], м.                                                                (2.3)

Слайд 6.

3. Направление движения теплоносителей

Направление относительного тока обменивающихся теплотой сред выбирают в зависимости от свойств, температуры и давления теплоносителей и от конструктивной схемы ТЕПЛООБМЕННЫХ АППАРАТОВ.

Противоточное движение теплоносителей (без фазовых превращений)  всегда должно быть наиболее желательным, так как при прочих равных условиях оно способствует повышению теплопроизводительности Q и уменьшению поверхности аппарата F.

Если по технологическим, конструктивным или компоновочным соображениям направить теплоносители противотоком невозможно, необходимо стремиться к многократно-перекрестному току с обменом теплотой на общем противоточном принципе.

Вопрос о том, какой из теплоносителей направлять в трубы или межтрубное пространство, должен решаться с точки зрения не только интенсификации теплообмена, но и надежности работы ТЕПЛООБМЕННЫХ АППАРАТОВ. Если теплоноситель вызывает коррозию или механическое повреждение труб, то лучше его пропустить внутрь труб, так как экономичнее выполнить их из материала высокой стоимости, чем кожух.

Слайд 7.

4. Скорость теплоносителей в трубах и межтрубном пространстве

Скорость теплоносителя W оказывает существенное влияние на теплоотдачу, потери давления, загрязняемость.