Кожухотрубный (кожухотрубчатый) теплообменник относится к теплообменникам, в котором поверхность теплообмена между двумя потоками сформирована из труб, заключённых в кожух, а теплообмен осуществляется через поверхность этих труб.
История
Кожухотрубный теплообменник считается самым распространенным видом из существующих в настоящее время. Впервые подобные устройства были разработаны в начале 20 века. Их появление было обусловлено тем, что тепловым станциям потребовались теплообменники с высокими показателями теплообмена и возможностью функционировать при высоком давлении. В дальнейшем такое оборудование начали применять при создании испарителей и нагревателей и в нефтяной промышленности.
Сегодня кожухотрубные теплообменники нашли свое активное применение как в промышленности, так и в бытовых условиях.
Устройство и принцип работы
В кожухотрубном теплообменнике один из теплоносителей движется по трубам (трубное пространство), другой — в межтрубном пространстве. При этом теплота от более нагретого теплоносителя через поверхность стенок труб передаётся менее нагретому теплоносителю. Чаще всего предусмотрено противоположное направление движения теплоносителей, способствующее наиболее эффективному теплообмену.
Составными элементами конструкции кожухотрубного теплообменника являются:
пучок труб, который размещен в собственной камере и закрепленный на трубной решётке
кожух, представляющий собой камеру с трубными решётками
входные и выходные отверстия в камеру
отвод для дренажа жидкости из межтрубного пространства
перегородки.
Виды
Применяются следующие виды теплообменников:
c температурным кожуховым компенсатором
c неподвижными трубками
c плавающей головкой
c U-образными трубками
элементные теплообменники
двухтрубные («труба в трубе»)
Трубки теплообменника расположены в сердцевине кожуха и оказывают самое непосредственное влияние на скорость движения вещества, а от скорости зависит коэффициент теплопередачи и эффективность теплообменника.
Достоинства
Кожухотрубные теплообменники выгодно отличаются широким диапазоном рабочих температур, устойчивостью к гидроударам, высокой эффективностью, износостойкостью, долговечностью, ремонтопригодностью, безопасностью эксплуатации, способностью работать в агрессивной среде.
Недостатки
Габаритные размеры, чтобы разместить теплообменник, необходимо помещение большой площади.
Высокая цена.
Расчет кожухотрубного теплообменника
Для того, чтобы рассчитать площадь кожухотрубного теплообменника, надо воспользоваться формулой: F=Q/(K?tср). F — площадь поверхности теплообмена, tср — средняя разность температур между теплоносителями, К — коэффициент теплопередачи, Q — количество теплоты.
Чтобы произвести тепловой расчет кожухотрубного теплообменника, необходимо знать значения следующих параметров:
максимальный расход греющей воды;
физические характеристики теплоносителя: вязкость, плотность, теплопроводность, конечная температура, теплоемкость воды при средней температуре.
Литература
Ю. И. Дытнерский. 1 // Процессы и аппараты химической технологии. Теоретические основы процессов химической технологии. Гидромеханические и тепловые процессы и аппараты. — М.: «Химия», 1995. — 400 с. — 6500 экз. — ISBN 5-7245-1006-5.
ТИТАНОВЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК ( ОБОРУДОВАНИЕ )
Титановый теплообменник - это теплообменное устройство, изготовленное из высококачественной титановой трубки, которая передает часть тепла горячей жидкости холодной жидкости. Титановые теплообменники, обладающие многими преимуществами промышленного чистого титана, являются распространенным оборудованием в химической, нефтяной, энергетической, пищевой и многих других отраслях промышленности и занимают важное место в производстве.
В практических применениях эффект теплообмена теплообменника тесно связан с материалом и технологическими характеристиками теплообменника. Во время процесса концентрации материалов растворенные вещества или примеси часто осаждаются на нагретой поверхности, образуя слой накипи, который влияет на теплопередачу. Некоторые растворимые вещества чувствительны к теплу, а время пребывания слишком велико и ухудшается при высоких температурах; некоторые материалы обладают большей коррозионной активностью. Или более высокая вязкость и так далее.
Титановые теплообменники изготовлены из высококачественных титановых трубок. С точки зрения физических свойств, титановые трубки имеют различные преимущества, такие как легкий вес и превосходные механические свойства. Прочность титана велика, а прочность на разрыв чистого титана может достигать 180 кг / мм2. Некоторые стали имеют более высокую прочность, чем титановые сплавы, но титановые сплавы имеют более высокую удельную прочность (отношение прочности на растяжение к плотности), чем высококачественная сталь. Кроме того, титановые сплавы обладают хорошей жаростойкостью, низкотемпературной вязкостью и вязкостью разрушения . Химические свойства с точки зрения химических свойств титан проявляет хорошую стабильность и хорошую коррозионную стойкость в различных промышленных решениях. Промышленный чистый титан является отличным материалом для аксессуаров холодильного оборудования. Промышленный чистый титан может широко использоваться в органических соединениях, щелочных растворах и растворах солей, и его нелегко реагировать с ним, и он обладает отличной коррозионной стойкостью; чистый титан имеет низкую концентрацию неорганических кислот, таких как соляная кислота, серная кислота и азотная кислота, при нормальной температуре. Хорошая коррозионная стойкость; но с увеличением средней концентрации и рабочей температуры промышленный чистый титан легко вступает в реакцию с вышеуказанной неорганической кислотой, что снижает коррозионную стойкость титана. Поэтому следует обратить внимание на концентрацию среды при теплообмене. Рабочая Температура.
Промышленный чистый титан обладает хорошей коррозионной стойкостью к органическим кислотам, таким как муравьиная кислота, щавелевая кислота и молочная кислота при нормальной температуре.
Характеристики титанового теплообменника Титановый теплообменник не так легко потерять из-за ионов металла, поэтому он может в полной мере использовать эту немагнитную функцию и использоваться в качестве теплообменника для применения в фармацевтике и пищевой промышленности. Благодаря высокой коррозионной стойкости титана, теплообменник имеет длительный срок службы и низкие эксплуатационные расходы при эксплуатации. Кроме того, благодаря своим небольшим размерам, высокой теплоотдаче, инвестиционные и эксплуатационные расходы соответствующего оборудования (такого как насосы) могут быть соответственно уменьшены . Титановые теплообменники широко используются в различных типах выращивания морепродуктов, теплопередаче морской воды, теплопередаче в соленой воде, химической, пищевой, фармацевтической, металлургической, холодильной, легкой промышленности, гальванической промышленности и т. Д. Емкость для окисления алюминия, производство соли, бумажная, ультразвуковая, электронная связь, центральное отопление и другие отрасли и отрасли. Редактирование спецификации Название титанового теплообменника Название Тип Материал трубы Материал корпуса Материал трубы Материал теплообменника Неподвижная пластина трубы TA1 TA2 TA3 Композитная пластина из титана и стали
Охладитель с плавающей головкой тип TA9 Ta10 Q235-A конденсатор U-образный тип Zr0 Zr2 16MnR Цирконий-стальная композитная плата-испаритель с упаковочной сеткой типа TA1 TA2 20G ? / стальной композитный картонный нагреватель полный титан N2 N4 N6 1Cr18Ni9 никель-стальная композитная плата (Ta1 TA2 TA3 TA9 TA10) змеевик нагревателя Ta1 TA2 конденсатор TA3 змеевик трубки TA9 Ta10Zr0 Zr2TA1 TA2N2 N4 N6
Легированный отредактированный титановый сплав представляет собой сплав на основе титана и дополненный другими элементами. Титан имеет два изоморфных кристалла: ниже 882 ° C - плотноупакованная гексагональная структура α-титан, а выше 882 ° C - объемно-центрированный кубический β-титан. Легирующие элементы можно разделить на три категории в зависимости от их влияния на температуру фазового перехода:
1 Элементом, который стабилизирует α-фазу и повышает температуру фазового перехода, является α-стабильный элемент, такой как алюминий, углерод, кислород и азот. Среди них алюминий является основным легирующим элементом титанового сплава, который имеет очевидныевлияет на повышение нормальной температуры и жаропрочности сплава, снижение удельного веса и увеличение модуля упругости. 2 Элемент, который стабилизирует β-фазу и понижает температуру фазового перехода, является β-стабильным элементом и может быть разделен на два типа: изоморфная форма и эвтектоидная форма. Продукты с использованием титановых сплавов включают молибден, ниобий, ванадий и т.д .; К последним относятся хром, марганец, медь, железо, кремний и тому подобное. 3 Элементами, которые мало влияют на температуру фазового перехода, являются нейтральные элементы, такие как цирконий и олово. Кислород, азот, углерод и водород являются основными примесями титановых сплавов. Кислород и азот обладают большой растворимостью в α-фазе и оказывают значительное усиливающее влияние на титановый сплав, но пластичность снижается. Содержание кислорода и азота в титане обычно указывается в пределах от 0,15 до 0,2% и от 0,04 до 0,05% или менее соответственно. Водород имеет низкую растворимость в альфа-фазе, и избыточное количество водорода растворяется в титановом сплаве с образованием гидрида, который делает сплав хрупким. Обычно содержание водорода в титановом сплаве составляет менее 0,015%. Растворение водорода в титане обратимо и может быть удалено вакуумным отжигом
Титан обладает высокой удельной прочностью и хорошей коррозионной стойкостью, а ресурсы также довольно богаты.
После более чем четверти колыбели многовекового века он постепенно открыл период массового производства и широкого использования. Титановый сплав разработан как высокоэффективный материал для аэрокосмической промышленности.
Ti, хотя он достиг 30-летних достижений в Европе и Соединенных Штатах, но не имеет передовой авиационной промышленности в Китае, коррозионно-стойкий чистый титан используется в заводском оборудовании в качестве основного направления развития.
То есть: из-за коррозионной стойкости титана к жидкостям химической обработки, содержащим ионы галогена, и
Обладает превосходной устойчивостью к загрязненной морской воде с высоким расходом или содержащей песок и загрязненной морской воде. Поэтому он был нанесен на верхнюю облицовку и верхний конденсатор в процессе атмосферной очистки нефтеперерабатывающего и нефтехимического оборудования. Он также выбран для использования в конденсаторах турбин электростанции, опреснительных установках морской воды, а также в теплообменных трубах и компонентах трубной решетки.