ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Рабочие температуры из "Теплопередача и теплообменники" Рабочая температура не только не безразлична для выбора типа конструкции, но иногда может быть даже решающей. Существует два принципиальных момента влияния рабочей температуры на конструкцию а) абсолютная величина применяемых температур, б) разность температур между отдельными деталями конструкции. [c.649] Первое условие влияет главным образом на выбор материалов и учет их свойств. [c.649] Довольно большое разнообразие хромоникелевых сталей с очень малым содержанием углерода, с добавками титана, молибдена, ванадия или кобальта дает возможность конструировать теплообменник при небольших напряжениях даже для очень высоких температур. Для сорта стали решающим является содержание никеля (даже до 60%) и хрома (до 20%). Если нет очень значительных напряжений, то температура 900° С и даже несколько более высокая не вызывает особых затруднений. [c.649] Начиная с температуры 350°С для углеродистой стали и 400° С для хромоникелевой, будем руководствоваться в расчетах не пределом прочности, а пределом текучести и ползучести, который является функцией времени. При очень высоких температурах решающим будет только предел ползучести. [c.649] Разность температур у различных деталей аппарата часто является источником конструктивных трудностей. В некоторых случаях задача может потребовать такого обременительного изучения особенностей конструкции, что вынудит отбросить первоначальный проект, принятый по другим соображениям. [c.650] Как известно, объем металлов увеличивается с ростом температуры. Размеры кожуха, трубных досок и каждой детали теплообменника подвергаются изменению в результате так называемых тепловых расширений. При одинаковой температуре всех деталей аппарата это явление не вызывает затруднений. Неодинаковость температур, свойственная каждому теплообменнику, вызывает разные тепловые расширения удлинение трубок иное, чем у кожуха, трубная плита изменяет диаметр иначе, чем наружная стенка, и т. д. Эта разница отдельных удлинений, если не обеспечить им достаточной свободы, вызывает иногда серьезные напряжения материала, которые могут привести к устойчивым деформациям и даже к разрушению конструкции. Без преувеличения можно сказать, что тепловые расширения создают наибольшие затруднения для конструктора. [c.650] Конструктивные решения, имеющие своей целью обеспечение достаточной свободы тепловым расширениям, называются компенсацией тепловых расширений. [c.650] В этом отношении наибольшей осторожности в трубчатых теплообменниках требуют трубки и кожух. Температура кожуха бывает очень близка к температуре того теплоносителя, с которым он соприкасается, температура же трубок — средняя между температурами обоих теплоносителей. Это влечет за собой больщую разницу тепловых удлинений. Если не обеспечить им достаточной свободы, то они могут стать причиной больших напряжений в материале трубок, кожуха и трубной плиты. [c.650] Радиальное расширение трубок не имеет значения. В благоприятных случаях осевые напряжения ниже допускаемых напряжений, и тогда можно удовлетвориться так называемой самокомпенсацией системы. Если же напряжения превышают допускаемый предел, то надо установить с помощью расчета необходимую добавочную компенсацию, которая обеспечила бы тепловым расширениям достаточную свободу и не допустила бы опасного увеличения напряжений (гл. VIII, стр. 667). [c.650] Ниже приводятся некоторые схемы, представляющие собой скомпенсированные конструкции. Каждое из этих примерных решений имеет свои положительные и отрицательные стороны. Применение плавающей головки (рис. 8-30) увеличивает стоимость аппарата, а доступ к одному из важнейших уплотнений между трубной плитой и головкой затруднен. [c.650] Изогнутые и-образные трубки (рис. 8-32) занимают больше места, чем пучок прямых трубок. Стоимость изогнутых трубок выше, их трудно чистить изнутри. [c.651] Эластичные компенсаторы, выполненные, как показано схематически на рис. 8-33, применимы при небольших давлениях, а устройство их для высоких давлений вызывает конструктивные затруднения. [c.651] Иногда применяются (например, в металлургическом оборудовании для высоких температур) целые теплообменники из согнутых различными способами труб, помещаемые в огневое пространство печей (рис. 8-36). [c.653] Вернуться к основной статье