В.В.Назаревич Теплообменники (конструкции и расчеты)

31

жидкость) следует использовать трубчатые ребристые и пластинчатые теплообменники.

6. В любом случае необходимо выбирать наиболее простые по конструкции и наиболее дешевые по материалам теплообменники. К усложненным конструкциям аппаратов (с плавающей камерой, сильфонным компенсатором, спиральным), а также к использованию дорогих материалов (латунных или медных труб) следует прибегать лишь при необходимости.

В приложении табл. 2. даны сравнительные характеристики пластинчатого и кожухотрубного теплообменников.

Значения термических сопротивлений некоторых загрязнений поверхности стенки, м2К/Вт

Пары
Органических жидкостей	0,00011
Хладагентов (фреонов)	0,0001
Жидкости
Вода речная	0,00017 – 0,00035
Вода оборотная	0,00018 – 0,0002:1
Вода морская	0,00021 – 0,00053
Нефть	0,00029
Масла	0,00035
Смолы и битум	0,002
Твердые вещества (при толщине слоя 0,5 мм)
Накипь	0,0033
Ржавчина	0,0005
Гипс	0,00083
Известь	0,00043

Если коэффициент теплопроводности слоя загрязнения неизвестен, коэффициент теплопередачи стенки подсчитывают, введя поправку на ее загрязнения при помощи коэффициента использования поверхности теплообмена ϕ.

31

32

Для большинства аппаратов ϕ= 0,65 – 0,85. Скорость жидкостей W в каналах теплообменника

определяют с учетом коэффициента динамической вязкости теплоносителя µ:

µ, Па.с	1,5	0,5-1	0,1-0,5 0,35-0,1		0,001-0,035	0,001
W, м/с	0,6	0,75	0,85	1,5	1,8	2,4

Минимальное значение скорости теплоносителя обычно выбирают соответствующим началу турбулентного режима, т.е. числу Re=104.

Скорость движения жидкостей по трубам наиболее часто применяемых диаметров (57,38 и 25 мм) рекомендуется 1,5 – 2 м/с, но не выше 3 м/с, низший предел скорости для большинства жидкостей составляет 0,06 – 0,3 м/с.

Целесообразные значения скорости газов и паров в теплообменниках определяются их молекулярной массой и рабочим давлением.

Допустимая скорость газов и паров в теплообменниках

Дав-	Скорость, м/с, при значениях молеку-
ление в	лярной массы
корпусе
аппара-	18	29		44	100	200	400
та, МПа
0,17	36	25		21	15	12	10,5
0,45	18	15		12	9	7	6
0,8	15	12		9	7	5,5	5
7	9	7,5		5	4	-	-

Для газов при атмосферном давлении допускается скорость движения до 25 м/с, массовые скорости от 2 – 2,5 до 15 – 20 кг/м2с, для насыщенных паров при конденсации – до 10 м/с.

32

33

Скорость движения теплоносителей в патрубках ре-

комендуется следующая, м/с:
жидкость	1,5 – 3
конденсат греющего пара	1 – 2
насыщеный пар	20 – 30
перегретый пар	до 50 и более

Значение коэффициента, учитывающего накипь и загрязнение трубок

Характеристика поверхностного те-	Коэффициент
плообменника	µ
Чистые латунные трубки
Стальные трубки, зачищенные до	0,8
блеска
Латунные трубки, работающие на	0,75-0,8
чистой воде
То же, работающее на обратном во-
доснабжении или на химически чис-	0,65-0,75
той воде
То же, работающее на загрязненной
воде при возможном образовании
минеральных и органических отло-	0,65-0,75
жений
Стальные трубы, покрытые тонким	0,7
слоем окислов или накипи

8.СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1.Теплоснабжение: Учеб. пособие для студентов – М.: Высш. шк., 1980. – 408 с.

2.Л.Н. Коваленко, А.Ф. Глушков. Теплообменники – М.: Энергоатомиздат, 1986. – 240 с.

3.Пластинчатые теплообменные аппараты. Каталог УкрНИИХиммаш. – М.: ЦИНТИХИМНефтемаш, 1983. – 55 с.

33

										34
							Приложение													Таблица 1.
	Техническая характеристика и основные параметры пластинчатых теплообменных
	аппаратов
Показатель										Типы пластин
		0,6	0,6-2		0,6-		0,3	0,2	1,3	1,1	0,75		1,0	0,32		0,48			0,75	0,5	0,7
			0,6-3		4
Типы аппарата							Разборные				Неразбор-				Неразборные (для					Разборные
											ные				колонны синтеза					со сдвоен-
															аммиака)					ными пла-
																				стинами
																				(полуразбо
																				рные)
Рабочая среда			Жидкая и парообразная									Жидкая			и газообразная					Жидкая,
																				парообраз-
																				ная и газо-
																				образная
Рас-	жид-	200	300	250			50	50	500	600	250		300		-	-			-	200	60
ход	кость
рабо-
чей
сре-
	пар-газ	350	4500	4000			900	3000	5000	1000	4500		7000		2000	4000			6000	3000	6000
ды		0								0
(не
бо-
лее),
м3/ч
Размеры		137	1375	1375			1370	1960	1915	1950	1470		964х		62	770			970	1400	1470
пласти-		5х	х		х		х	х	х	х	х		964		6					х	х
ны(длина×шири		600	600	600			300	460	920	950	470									670	1470
на),мм

34

35

											Продолжение табл. 1
Показатель									Типы пластин
			0,6	0,6-2	0,6-4	0,3	0,2	1,3		1,1	0,75		1,0	0,32	0,48		0,75	0,5	0,7
				0,6-3
Площадь по-			0,6	0,6	0,6	0,3	0,2	1,3		1,1	0,75		1,0	0,32	0,48		0,75	0,5	0,7
верхности теп-
лообмена пла-
стины, м2
Номинальная			10-	10-	10-	3-20	1-40	200-		50-	40-		120-	125	160;		243;	31,5	50-
площадь		по-	300	300	300			800		400	400		800		243;		272	-320	200
верхности теп-															280
лообмена		ап-
парата, м2
Расчетное			1(10	1(10)	0,6	1(10)	1(10)	1(10)		0,6	2(20		2,5	1(10)	1(10)		1(10	1,6	0,6(6)
давление,			)		(6)					(6)	)		(25);				)	(16);
МПа(кгс/см2													4(40					2,5
													)					(25)
Эквивалент-			8,3	8,7	6	8	8,8	9,6		14,73	11,4		7,63	7,8	7,8		7,8	9	9,6
ный	диаметр									(сред
канала, мм										ний)
Площадь		по-	245.	245.	167.	110.	178.	425.		645.	266.		376.	223.	280.		300.	285.	220.
переч. сечения			10-5	10-5	10-5	10-5	10-5	10-5		10-5	10-5		10-5	10-5	10-5		10-5	10-5	10-5
канала, м2
Приведенная			1,01	1,07	1,06	1,12	0,51	1,47		1,21	1,6		1,01	0,7	0,85		1,0	0,8	1,46
длина	канала,						8
м

35

36

											Продолжение табл. 1
Показатель									Типы пластин
		0,6	0,6-2	0,6-4		0,3	0,2	1,3		1,1	0,75		1,0	0,32	0,48	0,75	0,5	0,7
Наибольший			0,6-3											800*	1000*	1200*	200	300
		200	200	200		65	150;	300		300	300		350
диаметр	усл.						80
прохода	при-
соединяемого
штуцера, мм
* указан диаметр колонны синтеза.

36

37

Таблица 2 Сравнительная характеристика пластинчатого и кожухотрубного теплообменников

	ХАРАКТЕРИСТИКА	ПЛАСТИНЧА-	КОЖУХОТРУБ-	ВЫГОДА ОТ ПЛА-
		ТЫЙ	НЫЙ	СТИНЧАТОГО
1.	Коэффициент теплопередачи (ус-	3-5	1	Экономия пространства
ловно)
2.	Температурное приближение (раз-	1˚	10˚	Полная утилизация теп-
ность температур теплоносителя и на-				ла
греваемого агента на выходе)
3.	Изменение параметров (площади	Допустимо в ши-	Невозможно	Экономия на приобре-
поверхности теплообмена, коэф-та те-		роких пределах		тении нового оборудо-
плопередачи)				вания
4.	Внутренний объем (условно)	1	2-5	Дешевле хим. очистка
5.	Соединения при сборке	Разъемные	Сварка	Дешевле обслуживание
6.	Доступность для внутреннего ос-	Легко доступен	Труднодоступен.	Дешевле обслуживание
мотра		осмотр, обслужи-	Простая замена не-
		вание и замена	возможна
		любой части
7.	Обнаружение течи	Немедленно после	Невозможно обна-	Сохранение качества
		возникновения,	ружить без разборки	продукта в случае утеч-
		без разборки		ки
8.	Время разборки	115 минут	60-90 минут	Экономия труда
9.	Чувствительность к вибрации и	Нечувствителен	Чувствителен	Эксплуатация без авра-
гидроудару				лов
10. Подсоединение труб		С одной стороны	С разных сторон	Дешевле обслуживание
11. Вес в сборе (условно)		1	3-10	Дешевле монтаж
12. Теплоизоляция		Не требуется	Необходима	Экономия на изоляции

37

38

Составитель Владимир Владимирович Назаревич

ТЕПЛООБМЕННИКИ

(конструкции и расчеты)

Методические указания к практическим занятиям для студентов специальностей 100700 «Промышленная теплоэнергетика»; 150200 «Автомобили и автомобильное хозяйство»; 170100 «Горные машины и оборудование»

Редактор Е. Л. Наркевич

ЛР № 020313 от 23.12.96

Подписано в печать 25.12.2000. Формат 60×84/16.

Бумага офсетная. Отпечатано на ризографе. Уч.–изд. л. 2,2. Тираж 200 экз. Заказ .

Кузбасский государственный технический университет 650026, Кемерово, ул. Весенняя, 28.

Типография Кузбасского государственного технического универитета.

650099, Кемерово, ул. Д. Бедного, 4А.

38