Реферат: Конструкції пластинчастих теплообмінних апаратів

Вступ

Тема реферату з дисципліни «Машини та апарати хімічних виробництв» - «Конструкції пластинчастих теплообмінних апаратів».

Теплообмінні апарати різних конструкцій широко застосовують в хімічній, нафтопереробній, харчовій та інших галузях промисловості.

Прагнення інтенсифікувати процеси конвективного теплообміну та створити найтехнологічніші у виготовленні та економічні теплообмінні апарати призвело до швидкого удосконалення їх конструкцій, виготовлених з листового прокату.

Найбільш прогресивними в цей час є пластинчасті теплообмінні апарати, складальні одиниці та деталі яких повністю уніфіковані і виготовляються переважно штампуванням та зваркою. Це створює можливості економічного масового виготовлення цих апаратів при мінімальній металоємкості.

Все більше застосування у промисловості знаходять також спіральні теплообмінні апарати, які у багатьох випадках замінюють широко відомі кожухотрубчасті теплообмінні апарати.

До теплообмінних апаратів пред’являються такі вимоги:

– забезпечення найбільш високого коефіцієнта теплопередачі при якомога меншому гідравлічному опору;

– компактність та найменша витрата матеріалів на одиницю теплової продуктивності апаратів;

– надійність та герметичність у поєднанні з розбірністю та доступністю до поверхні теплообміну для механічного очищення її від забруднень;

– уніфікація складальних одиниць та деталей та технологічність виготовлення широких рядів поверхонь теплообміну для різного діапазону робочих температур та тисків.

Із-за великої різноманітності вимог, які пред’являються до теплообмінних апаратів, економічно невигідно, а часто і взагалі неможливо обмежитись будь-якою однією з їх конструкцій.

Пластинчасті та спіральні теплообмінні апарати у багатьох випадках найбільш ефективно задовольняють потреби різноманітних виробництв.

Конструкції пластинчастих теплообмінних апаратів

1 Класифікація пластинчастих теплообмінних апаратів

Поверхня теплообміну пластинчастих теплообмінних апаратів представляє собою набір тонких штампованих теплопередавальних пластин з гофрованою поверхнею. Потік робочого середовища в каналах, які створені пластинами, піддається штучній турбулізації при порівняно невеликих витратах енергії. Оптимальні розміри каналів для робочих середовищ, а також різні варіанти компоновки цих каналів дозволяють інтенсифікувати процес теплопередачі в два–три рази порівняно з теплопередачею в кожухотрубчастих теплообмінних апаратах. В розбірних та напіврозбірних конструкціях розборку та складання апаратів при очищенні теплопередавальних поверхонь від забруднень можна здійснювати швидко і при мінімальних витратах праці. При ремонті апаратів також не потрібні великі зусилля (спрацьовані прокладки та пластини замінюють запасними).

Пластинчасті теплообмінні апарати мають різну степінь доступу до механічного очищення та огляду поверхні теплообміну: у розбірних апаратів пластини відокремлені одна від іншої прокладками, у напіврозбірних апаратів пластини попарно зварені, і доступ до поверхні теплообміну можливий лише збоку ходу одного з робочих середовищ; у нерозбірних апаратів всі пластини зварені між собою; і тому доступу в канали для їх механічного очищення немає. Очищення таких апаратів здійснюється промивкою хімічними розчинниками.

Пластинчасті теплообмінні апарати можна класифікувати таким чином:

– за конструкцією – на розбірні, напіврозбірні (зі здвоєними пластинами) та нерозбірні (зварні) апарати;

– за призначенням – на теплообмінники, холодильники, конденсатори та випарники.

Пластинчасті теплообмінні апарати призначені для передачі тепла від гарячого робочого середовища до холодного через теплопередавальну поверхню. Поверхні теплообміну в цих апаратах виготовляють з корозійностійкої сталі та титану.

Розбірні теплообмінні апарати можуть працювати при тиску від 0,002 до 1 МПа і температурі робочих середовищ від –20 до +180 °С. Площа поверхні теплообміну їх становить від 1 до 800 м² .

Розбірні та апарати зі здвоєними пластинами (напіврозбірні) призначені для роботи при тиску від 0,002 до 1,6 МПа по звареній порожнині і від 0,002 до 1 МПа – по розбірній порожнині і температурі робочих середовищ від –20 до +200 °С. Площа поверхні теплообміну їх становить від 12,5 до 320 м² .

Нерозбірні (зварні) апарати призначені для роботи при тиску від 0,0002 до 4 МПа і температурі робочих середовищ від –70 до +300 °С. Площа поверхні теплообміну їх становить від 100 до 500 м² .

2 Галузь застосування пластинчастих теплообмінних апаратів

Пластинчасті теплообмінні апарати характеризуються високою інтенсивністю процесів тепловіддачі та теплопередачі при помірних гідравлічних опорах. Їх можна застосовувати для рекуперації тепла між потоками робочих середовищ для нагріву, охолодження, конденсації та випарювання рідин, парів та їх сумішей. Ці апарати можуть бути двопоточними та багатопоточними, тобто можуть застосовуватися для теплообміну між трьома та більшою кількістю середовищ в одному апараті.

В цих апаратах теплообмін здійснюється між робочими середовищами: рідина-рідина, пара-рідина, пара+газ-рідина, газ-рідина, газ-газ.

Розбірні теплообмінні апарати можна застосовувати для теплової обробки суспензій з твердими частинками розміром не більше 4мм. При відкладенні забруднень на теплопередавальних поверхнях можна періодично переключати канали на робочі середовища, які очищують поверхні від забруднень без розборки апарата.

Розбірні теплообмінні апарати не призначенні для роботи з вибухонебезпечними середовищами групи 1 по ГОСТ 12.1.007-76.

--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--