Теплообменные аппараты

Разность температур теплоносителей (t1-t2) является движущейся силой процесса теплообмена. Как правило, уровень температуры потоков веществ (или хотя бы одного из потоков) меняется по мере протекания по поверхности теплообмена, вследствие чего изменяется и разность температур от сечения к сечению Δt=t1-t2. Таким образом, уравнение теплопередачи должно быть написано применительно к общему случаю в дифференциальной форме для элемента поверхности dF/dQ=k·Δt·dF, откуда при K=const Q=k·∫0F(Δt·)dF=K·Δср·F где Δср - средняя разность температур теплоносителей вдоль поверхности теплообмена. Задача технологического расчета теплообменника заключается: в определении необходимой поверхности теплообмена F при заданных водяных эквивалентах (W1и W2) и температурах обоих теплоносителей (t'1, t"1, t'2, t"2); либо в нахождении возможного теплового потока Q в аппарате с поверхностью F при заданных значениях остальных величин. В обоих случаях необходимо знать величину средней разности температур.

Разность температур теплоносителей
как движущая сила теплообмена

С неподвижными трубными решетками

Схема размещения труб в трубной решетке

Размещение труб в трубных решетках производится по вершинам равносторонних треугольников, вершинам квадратов и концентрическим окружностям.
В ряде случаев встречается необходимость комбинированного размещения. Наиболее рациональным является размещение по вершинам равносторонних треугольников, при котором при одном и том же шаге между трубами на решетке помещается максимальное количество труб. Размещение по вершинам квадратов целесообразно производить при необходимости чистки межтрубного пространства.

Варианты крепления трубных решеток к кожуху аппарата

Для обеспечения герметизации теплообменников и предотвращения смешения теплоносителей разработаны различные способы крепления труб в трубных решётках .Чаще всего трубы закрепляют при помощи развальцовки, это наиболее удобный и распространенный метод. Сварку используют, когда материал труб не поддается развальцовке или
при большом давлении теплоносителя. Использование сальниковых уплотнений дорого, сложно и недостаточно надежно, хотя значительно упрощает разбор теплообменника для его чистки. Кроме того, крепление труб с помощью сальникового уплотнения является одним из способов компенсации температурных деформаций теплообмненика.