ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Кожухотрубчатая теплообменная аппаратура из "Основы расчета и конструирования машин и аппаратов пищевых производств" В пищевой промышленности широко применяют аппараты для нагревания, охлаждения или выпаривания многих видов сырья, полуфабрикатов и продуктов. [c.172] Современные теплообмеиные аппараты должны обеспечивать передачу требуемого количества тепла от одной среды к другой с получением необходимых конечных температур и при возможности бо.чьшой интенсивности теплообмена. [c.172] Для осуществления длительной работоспособности в процессе эксплуатации при обработке среды, загрязненной или выделяющей отложения на стенках аппарата, необходимо производить периодические осмотры и очистку поверхностей [42]. [c.172] В пищевой и смежных отраслях промышленности нашли широкое применение горизонтальные кожухотрубчатые теплообменники (рис. 116). [c.173] По трубному пространству горизонтальных теплообменников проходит теплоноситель /, а по межтрубному пространству, разделенному двумя перегородками на три секции, теплоноситель //. [c.173] При конструировании кожухотрубных и других теплообменных аппаратов необходимо учитывать, что для тепловой обработки пищевых продуктов важнейшими факторами являются температурный режим и общая продолжительность теплообмена. В связи с этим необходим обоснованный выбор скорости движения продукта. [c.173] Конструкция теплообменного аппарата зависит от тепловой нагрузки, параметров теплоносителей (температуры, давления) и их агрегатного состояния, физико-химических свойств теплоносителей, их расхода, степени загрязненности и других факторов. [c.173] Режим работы теплообменного аппарата и скорость движения теплоносителей необходимо выбирать таким образом, чтобы отложение загрязнений на стенках происходило возможно медленнее. Например, если охлаждающая вода отводится при температуре 45—50°, то на стенках теплообменного аппарата интенсивно осаждаются растворенные в воде соли. [c.173] При конструировании следует обоснованно решать вопрос о направлении теплоносителей в трубное или межтрубное пространство. Например, теплоносители, загрязненные и находящиеся под давлением, обычно направляют в трубное пространство. Насыщенный пар лучше всего подавать в межтрубное пространство, из которого легче удалить конденсат. Чистка трубного пространства (в котором вероятнее всего будут выпадать загрязнения) легче, а живое сечение для прохода теплоносителя меньше. Вследствие этого в трубном пространстве можно обеспечить теплоносителю более высокие скорости и, следовательно, более высокие коэффициенты теплоотдачи. [c.174] К основным элементам теплообменных аппаратов относятся трубные решетки, трубные пучки, плавающие головки, сальниковые уплотнения и др. [c.174] Трубные решетки представляют собой перегородки, отдел яюш,ие трубное пространство от межтруб-ного. В трубных решетках закрепляют блоки, трубки теплообменных аппаратов. Суш ествуют различные способы крепления трубных решеток (рис. 117). Конструкция узла соединения трубок с трубными решетками должна обеспечивать достаточную плотность и прочность соединения. [c.175] Чаще всего применяют способ закрепления стальных труб методом развальцовки (рис. 118, а, б). При этом способе в отверстие доски устанавливают конец трубы, который расширяют, обкатывая его роликами инструмента, называемого вальцовкой. Проточка канавок на образующих поверхностях отверстий в досках и разбортовка концов труб на конус (рис. 118, б) способствуют увеличению сопротивления разрушению соединения труб и досок. [c.175] При соединении труб из хрупких материалов или при необходимости температурной компенсации применяют соединение с помощью сальника (рис. 119), обеспечивающего независимое расширение каждой трубы. Такое соединение целесообразно ири небольшом числе труб. [c.176] Если температурные напряжения, возникающие в стенках теплообменника или трубках, оказываются большими, то необходимо предусматривать температурную компенсацию. [c.176] В аппаратах в основном применяют гибкие компенсаторы (линзу, сильфон, мембрану), которые устанавливают между частями аппарата, имеющими раз п чнуютемиературу, и сальниковые компенсаторы, допускающие свободные относительные перемещения отдельных частей аппаратов. [c.176] Линзовые компенсаторы применяют в вертикальных и горизонтальных аппаратах и трубопроводах при избыточном давлении, составляющим не более 1,6 МПа. При значительно больших давлениях (более 1,6 МПа) в теплообменной аппаратуре применяют сальниковые компенсаторы. Однако сальниковые компенсаторы могут пропускать рабочую среду, что требует их периодическое регулирование, в связи с чем сальниковые компенсаторы применяют для аппаратов с малыми диаметрами. [c.177] Сальниковые компенсаторы (рис. 121) выполнены с мягкой набивкой из неметаллических материалов в виде шнура или колец соответствующего профиля, а также в виде стандартных манжет из кожи, резины, пластика и других материалов. Теплообменные аппараты обычно являются статически неопределимой системой, что обусловливает сложность их механического расчета. [c.177] При разработке наиболее оптимального метода расчета теплообменных аппаратов возникла необходимость рассмотреть расчет жесткости трубных решеток при изгибе, напряженного состояния перфорированных плит трубных решеток, допускаемых напряжений. [c.177] При механическом расчете теплообменный аппарат разделяют на простейип1е элементы крышку, трубную решетку с трубным пучком, фланец, представляющий собой кольцо прямоугольного сечения (рис. 122, а), кожух рассматриваемый, как цилиндрическая оболочка. [c.177] Определение напряжений изгибу н перфорированной плите является сложным. Необходимо учитывать концентрацию напряжений у отверстий и напряженное состояние плиты, обусловленное процессом развальцовки концов труб и совместной работой решетки и концов труб. [c.178] Вернуться к основной статье