ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Классификация и методы интенсификации работы теплообменного оборудования из "Основы конструирования и проектирования промышленных аппаратов" Реализация тепловых процессов в промышленности требует установки крупногабаритного теплообменного оборудования с большой площадью поверхности теплопередачи. Например, в афегатах синтеза аммиака большой единичной мощности (1360 т/сут) АМ-70 и АМ-76 из 205 единиц основного оборудования 57 составляют различные типы теплообменных аппаратов с общей поверхностью теплообмена 150000 м , при этом поверхность теплообмена одного аппарата в блоке синтеза состав-ляе7 3200 м2, а в блоке МЭА-очистки - 29000 м . На изготовление теплообменных аппаратов ежегодно расходуется большое количество осфодефицитных фуб из нержавеющей стали и титана. [c.333] Химические производства характеризуются большим разнообразием условий проведения тепловых процессов, они различаются по виду теплообмена, давлению, температуре и афсс-сивности теплоносителей. Все это обусловливает создание и изготовление различных по консфукции и назначению типов теплообменных аппаратов. [c.333] Современные теплообменные аппараты должны обеспечивать необходимый теплосъем на единицу площади теплообменника, высокую пропускную способность по теплоносителям при допустимых перепадах давлений, высокую коррозионную стойкость в афессивных средах, надежную работу в течение длительного периода эксплуатации, стабильность тепловых и гидромеханических характеристик за счет механической или химической очистки поверхности теплообмена, удобство в эксплуатации. При серийном производстве теплообменников их узлы и детали должны быть максимально унифицированы. [c.333] Теплообменники могут быть изготовлены из различных металлов, фафита и фторопластов различных типов. [c.334] В зависимости от направления движения теплоносителей вдоль поверхности теплообмена различают теплообменные аппараты с прямотоком, противотоком, перекрестным током, в том числе одноходовые или многоходовые. [c.334] Все эти типы теплообменных аппаратов могут быть использованы в качестве холодильников, подофевателей, конденсаторов и испарителей. [c.334] Более низкие значения коэффициентов теплопередачи и высокую металлоемкость имеют оросительные теплообменники, теплообменники фуба в фубе , аппараты воздушного охлаждения, которые, однако, могут работать при более высоких давлениях, чем кожухофубчатые. [c.334] Научно-технический професс в химическом машиносфое-нии в последние годы характеризуется созданием большого количества высокопроизводительного оборудования большой единичной мощности, в том числе теплообменных аппаратов для химической, нефтехимической и микробиологической промышленности. [c.334] Увеличение теплосъема на единицу площади теплообменного оборудования кожухотрубчатого типа обычно сопровождается экстенсивным ростом поверхности теплообмена, размеров, массы и его стоимости. Поэтому необходимы более эффективные методы интенсификации теплообмена, принципиально новые рещения в области конструирования, технологии изготовления и организации производства теплообменных аппаратов. [c.335] Необходимость сокращения расхода энергии и материалов, а также снижение стоимости теплообменного оборудования обусловила в последние годы расширение работ, направленных на интенсификацию процесса теплообмена, снижение массы и габаритов теплообменников, увеличение их тепловой производительности или снижение затрат энергии на осуществление процессов теплопередачи при прочих равных условиях. Число работ, посвященных интенсификации процесса теплообмена, из года в год растет. [c.335] Среди методов интенсификации можно выделить три основные группы пассивные, активные и комбинированные. [c.335] К пассивным методам (не требующим дополнительных затрат эне )гии, кроме энергии самого потока) относят специальную физико-химическую обработку поверхностей теплообмена, использование устройств, обеспечивающих перемешивание и закручивание потока, применение шероховатых и развитых поверхностей, а также различных способов воздействия на поверхностное натяжение, в том числе добавление в теплоносители необходимых примесей. [c.335] Активные методы интенсификации включают механические воздействия на поток, пульсацию потока жидкости, вибрацию поверхностей теплообмена, применение электростатических и электромагнитных полей, вдув и отсос теплоносителя в пограничном слое. [c.335] Одновременное применение двух или более из этих методов представляет собой комбинированный метод. [c.335] Трудности конструктивного решения при использовании активных методов интенсификации теплопередачи теплообменных аппаратов различных типов, применяемых в химической промышленности, определили преимущественное использование пассивных методов. [c.335] К первой группе методов относят интенсификацию при внешнем обтекании сребренных и гладких труб, при использовании различных вставок в прямолинейных трубах и каналах для закрутки и турбулизации потоков, различных типов криволинейных труб и каналов сложной формы. [c.336] Вторая группа методов пассивной интенсификации включает использование как естественной шероховатости поверхности теплообмена, образующейся в результате ее изготовления, так и создание различных типов искусственной шероховатости в виде волнистой поверхности, кольцевых проточек и вьщавок, диафрагм и винтовой поверхности труб, а также искусственной шероховатости в каналах. [c.336] Методы пассивной интенсификации используются и для процессов теплообмена с изменением агрегатного состояния веществ. Здесь, наряду с турбулизацией фаз двухфазных потоков, эффективно применяется целенаправленное воздействие сил поверхностного натяжения на пленку конденсата при конденсации пара и создание специальных видов шероховатости и пористых поверхностей при кипении жидкостей. [c.336] Анализ методов пассивной интенсификации конвективного теплообмена при вынужденном движении турбулентных потоков показывает, что основной источник интенсификации теплообмена в турбулентных потоках - повышение степени турбулентности за счет отрывных явлений, вихревых структур и закрутки потока, многократного изменения направления движения и перестройки профиля скорости, а также при введении в поток различных турбулизирующих элементов. [c.336] Вернуться к основной статье