Оребренные теплообменники
К числу компактных и эффективных теплообменников, созданных за последнее время, относятся разные конструкции теплообменных аппаратов с оребренными поверхностями. Применение оребрения со стороны тепло-
носителя, отличающегося низкими значениями коэф- фициентов теплоотдачи (газы, сильно вязкие жидко- сти), позволяет значительно повысить тепловые нагрузки аппаратов.
Помимо трубчатых теплообменников с трубами, имеющими поперечные ребра прямоугольного (рис. У111-21, а) или трапециевидного сечения (рис. УШ-21, б), разработаны конструкции с продоль- ными, плавниковыми, проволочными, игольчатыми непрерывными спиральными ребрами и др.
Трубы с поперечными ребрами различной формы широко используются, в частности, в аппаратах для нагрева воздуха — калориферах (рис. УШ-22), а также в аппаратах воздушного охлаждения. При
нагреве воздуха обычно применяют насыщенный водяной пар, поступаю- щий в коллектор 1 и далее в пучок оребренных труб 2. Конденсат отво- дится из коллектора 3. Иногда используются продольные ребра, которые для турбулизации пограничного слоя (что особенно важно при ламинар- ном течении теплоносителя) на определенном расстоянии надрезаются.
Рис. УШ-22. Пластинчатый калорифер: Рис. УШ-23. Схема устройства пла- /- коллектор для входа пара; 2 - ореб- стинчато-ребристого теплообменника, ренная труба; 3 — коллектор для приема конденсата.
Конструкции оребренных теплообменников разнообразны. Схема устройства современного пластинчато-ребристого теплообменника, работающего по принципу противотока, приведена на рис. VIІІ-23. Теплообменники такого типа используются,- например, в низкотемпературных установках для разделения воздуха.
V 15. Спиральные теплообменники
В спиральном теплообменнике (рис. VIІІ-24) поверхность теплообмена образуется двумя металлическими листами 1 и 2, свернутыми по'спирали. Внутренние концы листов приварены к глухой перегородке З.-агих наруж
а б
Рис. VIII-21. Элементы оребренного теплообменника:
а — прямоугольные ребра; 6 — трапециевидные ребра.
16. Теплообменные устройства реакционных аппаратов 335 п ные концы сварены друг с другом. С торцов спирали закрыты установлен- ными на прокладках плоскими крышками 4 и 5. Таким образом, внутри аппарата образуются два изолированных один от другого спиральных канала (шириной 2—8 мм), по которым, обычно противотоком, движутся теплоносители. Как показано на рис. УШ-24, теплоноситель / поступает через нижний штуцер и удаляется через боковой штуцер в правой крышке теплообменника, а теплоноситель II входит в левый боковой штуцер и уда- ляется через верхний шту- цер. Имеются также конст- рукции спиральных тепло- £ ^ . Й_ обменников перекрестного тока, применяемые глав- ным образом для нагрева и охлаждения газов и кон- денсации паров. Спиральные теплооб- менники весьма компакт- ны, работают при высоких скоростях теплоносителей (для жидкости 1—2 м/сек) и облагают при равных скоростях сред меньшим } 2 гидравлическим сопротив- лением, чем трубчатые теплообменники различных типов. Вместе с тем эти аппараты сложны в изготовлении и работают при ограниченных избыточных давлениях, не превышающих 10-105 н/м2 (10 ат), так как намотка спиралей затрудняется с увеличением толщины листов; кроме того, возникают трудности при создании плотного соединения между спиралями и крышками. Спиральные теплообменники стандартизированы по ГОСТ 12067—66. 1 Рис. У1П-24. Спиральный теплообменник: - листы, свернутые в спирали; 3 — перегородка; 4# 5 — крышки.