- •1 Фильтры для разделения суспензий
- •1.1 Классификация
- •1.2 Типовые конструкции
- •1.3 Методика расчета
- •2 Центрифуги
- •2.1 Классификация центрифуг
- •2.2 Способы выгрузки осадка из роторов центрифуг
- •3 Теплообменная аппаратура.
- •3.1 Классификация и основные требования к теплообменным аппаратам.
- •3.2 Типовые конструкции
- •3.2.1 Элементные (секционные) теплообменники
- •3.2.2 Двухтрубные теплообменники типа "Труба в трубе"
- •3.2.3 Витые теплообменники
- •3 .2.4 Погружные теплообменники
- •3.2.5 Теплообменные устройства реакционных аппаратов
- •3.2.6 Теплообменники воздушного охлаждения
- •3.2.7 Теплообменники смешения
- •3.3 Методика расчета теплообменных аппаратов
- •3.3.1 Физические параметры и скорости движения теплоносителей
- •3.3.2 Тепловые балансы теплообменных аппаратов
- •3.3.3 Движущая сила теплообмена
- •3.3.4 Коэффициенты теплоотдачи и теплопередачи
- •3.3.5 Поверхность теплопередачи
- •3.3.6 Конструктивные размеры аппарата
- •3.3.7 Гидравлический расчет теплообменного аппарата
- •4 Колонные аппараты
- •4.1 Классификация колонных аппаратов
- •4.2 Тарельчатые колонны
- •4.3 Тарелки провального типа
- •4.4 Каскадные промывные тарелки
- •4.5 Насадочные колонны
- •4.6 Отбойные устройства
- •4.7 Методика тепло – и массообменного расчета колонных аппаратов
- •4.7.1 Общая схема расчета колонных аппаратов
- •4.7.2 Определение основных конструктивных размеров ректификационной колонны
- •4.7.3 Методика гидромеханического расчета колонных аппаратов
- •4.7.4 Механический расчет колонных аппаратов
- •5 Сушильные установки
- •5.1 Назначение, методы и физические основы сушки
- •5.2 Типовые конструкции сушилок
- •5.3 Последовательность расчета сушилки
- •6 Трубопроводные системы
- •6.1 Классификация технологических трубопроводных систем
- •6.2 Выбор условного диаметра трубопроводов по скорости потока
3.2.5 Теплообменные устройства реакционных аппаратов
Для обогрева и охлаждения реакционных и других аппаратов разнообразных конструкций применяют различные устройства, в которых поверхность теплообмена образуется стенками самого аппарата.
К числу устройств, использующих в качестве теплообменного элемента стенки аппарата, относятся рубашки (рисунок 16). К фланцу корпуса аппарата 1 крепится на прокладке и болтах рубашка 2. В некоторых случаях рубашку приваривают к стенкам аппарата, но при этом затрудняется ее очистка и ремонт. В пространстве между рубашкой и внешней поверхностью стенок аппарата движется теплоноситель. На рисунке 126а показан обогрев аппарата через рубашку паром, который, при диаметре аппарата более 1 м, вводят для повышения равномерности обогрева, с двух сторон через штуцера 3, а конденсат удаляется через штуцер 4.
|
|
|
1 - корпус аппарата; 2 - рубашка; 3 - штуцера для ввода пара; 4 - штуцер для отвода конденсата. Рисунок 16 - Аппарат с рубашкой: а) аппарат с паровой рубашкой; б) рубашка с анкерными связями (деталь). |
а) из разрезанных по образующей (половинок труб); б) из угловой стали; в) из труб, приваренных многослойным швом; г) из труб, залитых в стенки аппаратов. Рисунок 17 - Варианты исполнения змеевиков. |
Поверхность теплообмена рубашек ограничена площадью стенок и днища аппарата и обычно не превышает 10 м2. Давление теплоносителя в рубашке равно не более 610 ат, поскольку при больших давлениях чрезмерно утолщаются стенки аппарата и рубашки.
Для давлений вплоть до 73,6 105 н/м2 (75 ат) применимы рубашки с анкерными связями (рисунок 16б). Эти рубашки имеют выштампованные в шахматном порядке круглые отверстия, и по внутренней кромке отверстий стенки рубашки 2 приварена к наружной стенке аппарата. Рубашка такой конструкции обладает не только повышенной механической прочностью, но и обеспечивает более высокие скорости движения теплоносителя в полостях между анкерными связями, а следовательно, и большие коэффициенты теплоотдачи.
Нагревание или охлаждение при повышенных давлениях теплоносителя (до 58,4 105 Н/м2 или 60 ат) может быть осуществлено также с помощью змеевиков, приваренных к наружной стенке аппарата и изготовленных из полуцилиндров разрезанных по образующей труб (рисунок 17а) или угловой стали (рисунок 17б).
Для более высоких давлений, достигающих 246 105 Н/м2 (250 ат), например, в системах обогрева перегретой водой, к наружной стенке аппарата многослойным швом приваривают змеевики (рисунок 17в). Эти устройства вытесняют применявшиеся ранее для такого же диапазона давлений стальные змеевики, залитые в чугунные стенки аппарата (рисунок 17г) при его отливке.
При заливке змеевиков получают относительно низкие коэффициенты теплопередачи, так как вследствие различия коэффициентов объемного расширения стали и чугуна возможно образование местных воздушных зазоров между змеевиком и стенкой аппарата, что приводит к возрастанию термического сопротивления. Кроме того, изготовление такой системы сложно, а ремонт змеевиков практически невозможен.