Теплообменные аппараты

Назначение оребрения

В технике достаточно часто встречаются процессы теплообмена, в которых коэффициенты теплоотдачи по разные стороны поверхности теплопередача резко различаются по величине. В этом случае оребрение труб со стороны воздуха позволяет существенно повысить тепловую нагрузку теплообменника за счёт увеличения поверхности теплообмена со стороны теплоносителя с низким коэффициентом теплоотдачи. Этот принцип используют при нагреве и охлаждении газов и
сильновязких жидкостей.
Очевидно, что материал, из которого изготавливают ребристые трубы, должен иметь большой коэффициент теплопроводности. Для снижения гидравлического сопротивления поверхность рёбер должна быть параллельна направлению движения потока теплоносителя.
Форма рёбер может быть различной:
а) приварными из корыт;
б)завальцованными;
в)выдавленными;
г)приварными шиповидными;
г)накатанными винтовыми.

Типы оребрения

Направление движения теплоносителей в теплообменнике «труба в трубе»

Внешний вид теплообменника типа «труба в трубе»

Достоинством теплообменников «труба в трубе» является возможность создания режима противотока, установления наиболее целесообразных для данного процесса скоростей движения теплоносителей.
Компенсация температурных деформаций достигается с помощью двойника. Который соединяет внутренние трубы и свободно размещен в полости крышки (калаче) ,объединяющей кольцевые пространства аппарата.
Конструкция теплообменников «труба в трубе» позволяет применять в качестве внутренних оребренные трубы. Способ оребрения выбирают в зависимости от свойств среды в кольцевом пространстве теплообменника.
Недостатком однопоточных теплообменников разборной конструкции является большое число фланцевых соединений, являющихся источниками течей, а также некомпактность и трудоемкость ремонта.

Внешний вид теплообменника типа «труба в трубе»

Аппараты воздушного охлаждения

Если целевым процессом является не нагрев воздуха, а охлаждение воздухом горячего теплоносителя, то такие аппараты называют теплообменниками воздушного охлаждения. Основными элементами теплообменников
воздушного охлаждения являются пучок оребрённых труб и мощный осевой
вентилятор, создающий интенсивный поток воздуха через трубный пучок. Тепобменники воздушного охлаждения получают все более широкое применение. Это объясняется гораздо меньшей стоимостью воздуха как хладагента, по сравнению с водой.
Достоинства оребрённых теплообменников:
1) Возможность работы со сложными (с точки зрения теплообмена) теплоносителями – воздухом и высоковязкими жидкостями.
2) Большая поверхность теплоотдачи со стороны сложного (с точки зрения теплообмена) теплоносителя при высокой компактности теплообменного аппарата.
3) Возможность использования в качестве хладагента воздуха, что экономически выгодно, поскольку позволяет сэкономить на более дорогой, чем воздух, водооборотной воде.
Недостатки оребрённых теплообменников:
1) Для изготовления пластиноребрений требуется материал с высокой теплопроводностью (сталь подходит не всегда, зачастую используется алюминий или медь).
2) Теплообменники воздушного охлаждения всё же существенно более громоздки, чем теплообменники для охлаждения водой.