Файл: Бушмелев, В. А. Процессы и аппараты целлюлозно-бумажного производства учебник.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 16.10.2024

Просмотров: 182

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

скоростью движения жидкости в трубах и межтрубном пространстве. В свою очередь при постоянном расходе скорость жидкости обратно

пропорциональна

свободному сечению трубок и межтрубного про­

странства,

которое

 

для

 

труб­

4 - 6 Выход.

ного

пространства

зависит от

числа и диаметра трубок,

 

а для

щелока.

межтрубного пространства— от

 

расстояния между трубками.

 

Таким образом, при выбран­

 

ном диаметре

трубок

и

приня­

 

том расстоянии между трубками

 

общий коэффициент

 

теплопере­

 

дачи зависит от числа трубок,

 

заключенных

 

в

кожухе.

 

Чем

 

больше число трубок и чем

 

больше расстояние между ними,

 

тем больше

живое сечение

по­

 

тока, меньше скорости и меньше

 

коэффициент

 

теплопередачи.

 

И, наоборот,

чем меньше трубок

 

в кожухе теплообменника и чем

 

меньше расстояние между труб­

 

ками,

 

тем

 

выше

 

скорости

 

в трубках

и

 

межтрубном

 

про­

 

странстве и больше коэффици­

 

ент теплопередачи.

 

В

первом

 

случае

у теплообменников

не­

 

большое отношение

длины

(вы­

 

соты)

к

диаметру,

во

втором

Вход

случае — значительно большее.

щелока

Однако

слишком

 

удлиненные

 

 

теплообменники не всегда бывает

 

удобно разместить в производст­

Выход

венном помещении, поэтому при

конденсата

конструировании

 

приходится

 

уменьшать

длину

 

теплообмен­

 

ника,

увеличивая диаметр.

Для

Труда55хЗ

того чтобы

не

снижался

 

коэф­

 

 

фициент

теплопередачи,

 

такой

Труда 23x2,5

теплообменник делают многохо­

 

довым

 

со

 

смешанным

 

током

 

теплоносителя

и

обогреваемой

 

жидкости.

На рис. 9-5 показаны

 

схемы

многоходовых

теплооб­

 

менников

с продольными и по­

 

перечными перегородками, кото­

 

рые применяются для теплооб­

 

мена между

жидкостями.

При

Рис. 9-6. Подогреватель с двойными

теплообмене между паром и жид­

трубками

175


костью перегородки устраивают только в объеме, по которому дви­ жется жидкость.

Подогреватели с двойными трубками. Наиболее распространенным теплообменником с двойными трубками является подогреватель Мортеруда (рис. 9-6). Щелок из варочного котла подается в пространство между корпусом подогревателя и внутренним кожухом с трубками. Поднявшись выше, он опускается по межтрубному пространству, оги­ бает внизу перегородку и по межтрубному пространству снова подни­

мается и выходит из аппарата.

Пар для подогрева

щелока

подается

 

в нижнюю часть аппарата, откуда по вну­

 

тренним трубкам он поступает в простран­

 

ство наружных трубок, конденсируясь

на

Пар

их поверхности.

Конденсат стекает в ниж­

нюю часть подогревателя, откуда отводится

 

через

конденсатоотводчик.

Внутренние

и

 

наружные трубки закреплены в трубных

 

решетках только одним концом. Вторые

 

концы трубок свободны.

 

 

 

 

 

 

Аппарат

имеет следующие достоинства:

 

равномерное

распределение

пара

по

всей

 

поверхности теплопередачи; высокий

коэф­

 

фициент

теплопередачи,

что достигается

 

в основном

благодаря высокой

скорости

 

движения щелока в межтрубном простран­

 

стве;

свободная

компенсация температур­

Щелок

ных

деформаций

благодаря

закреплению

трубок

только

с одного

конца;

само­

Рис. 9-7. Подогреватель

очищение трубок от осадков,

что

объ­

с плавающей головкой

ясняется

наличием высоких

скоростей

иразрушением пленки накипи при

удлинениях и укорочениях трубок с изменением температуры ще­ лока (при периодической варке); относительная легкость замены труб­ чатки. Поверхность аппаратов от 30 до 72 ж2.

Подогреватель с плавающей головкой. Для подогрева щелока в ва­ рочных котлах используют теплообменники с верхней плавающей головкой (рис. 9-7). Он характерен тем, что компенсация температур­ ных удлинений в нем достигается устройством свободно перемещаю­ щейся трубной решетки. Выходы из трубок в этой решетке за­ крываются специальной крышкой, которая крепится к решетке болтами. Пар подается в межтрубное пространство, а щелок переме­ щается по трубкам. Для увеличения общего коэффициента теплопере­ дачи такие подогреватели делают четырехходовыми (по ходу щелока). Плавающая головка может располагаться и в нижней части аппарата. Поверхность аппарата достигает 160 ж2.

Спиральные теплообменники

Спиральный теплообменник (рис. 9-8) изготовляется из двух ме­ таллических пластин, свертывающихся в спирали. Просветы между ними с торцов закрываются специальными крышками. Расстояние

176



между соседними пластинами в спирали b = 6-:-20 мм, толщина пла­ стин б — 2ч-8 мм, ширина В — 375-ь-1500 мм.

Теплообменники используются для теплообмена менаду жидко­ стями, которые по спиральным ходам движутся противотоком со ско­ ростью до 2—2,5 м/сек.

На рис. 9-9 схематически показан спиральный теплообменник, предназначенный для теплообмена в системах пар -жидкость или па­ рогазовая смесь—жидкость. Подоб­ ные аппараты применяют для кон­

денсации паров

сдувок

и вторичного

пара выпарной

станции

перед его

I ^гк

 

4/г

Рис. 9-8. Схема спирального теплооб­

Рис. 9-9.

Спиральный теп­

 

 

 

менника:

 

лообменник для

паров

и

 

/

— крышки;

2 — спирали

парогазовых смесей:

 

сатор.

Пар

входит в аппарат

0

1 — патрубок для

ввода

пара;

—или^

ішры

ов спиральные

поступлением в барометрический конден-

2 — вход

па а

ходы через отверстия во внут-

тральный

 

 

 

через цен-

длГпода™ иотвода вТды“Т55-

штуцер в верхней крышке И

отвод конденсата и несконденси-

1

 

J

r

„r

X ,.

рованных

газов

 

 

попадает в спиральный ход.

Образую­

 

 

 

 

 

 

щийся конденсат выходит снизу, а не­

 

 

 

 

 

 

сконденсированные

газы — сверху. По

другому

спиральному

ходу

перекрестным током движется охлаждающая вода.

Она

подается

сбоку и отводится снизу.

 

 

 

 

 

 

 

Достоинство

спиральных

теплообменников — высокий

коэффици­

ент

теплопередачи.

При

конденсации пара

он

 

достигает

1750 вт/м*12*7-град, в то время как в кожухотрубных конденсаторах он не превышает 1200 вт/м2-град. Недостаток спиральных теплообмен­ ников — сложность изготовления и трудность уплотнения между крышкой и краями спиралей. В связи с этим они работают при давле­ нии не свыше 10 am.

7 В. А. Бушмелев, Н. С. Вольман

177


Пластинчатые теплообменники

Пластинчатые теплообменники, как и спиральные, за некоторым исключением, относятся к теплоутилизационным аппаратам. Приме­ няются они при теплообмене в системах пар (или парогазовая смесь)— жидкость, парогазовая смесь — воздух и жидкость—жидкость.

Теплоуловители. На рис. 9-10 показана схема теплообменника с пло­ скими пластинами, предназначенного для утилизации тепла паровоз­ душной смеси, уходящей от бумагоделательных машин и пресспатов. Тепло смеси воспринимается свежим воздухом, который после допол­

 

нительного подогрева используется

В ы т я ж н о й

для вентиляции

сушильного

зала.

 

Теплообменник,

предназначенный

 

для этой цели, называют теплоуло-

 

вителем.

Он

состоит из алюминие­

 

вых пластин размером 2 X 1 ж и

 

толщиной 0,5 — 0,8 жж, собранных

 

в секции.

Между

листами прокла­

 

дывают деревянные рейки сначала

 

вдоль листа,

затем поперек,

снова

 

вдоль, снова

поперек и т. д.

 

Бла­

 

годаря этому в теплоуловителе об­

 

разуются продольные и поперечные

 

ходы, не соединенные между со­

 

бой. Толщину реек выбирают с та­

 

ким расчетом, чтобы между листами

 

выдерживалось

расстояние

 

10—

 

20 мм. Алюминиевые листы,

со­

 

ставляющие

секцию,

Скрепляют

Рис. 9-10. Теплоуловитель:

болтами,

на которые (в простран­

стве между листами) надевают рас­

/ — угловое железо; 2 — поперечные рей

порные алюминиевые трубки,

рав­

кн; 3 — продольные рейки; 4 — болты

 

ные ширине щели. Теплоуловитель

 

работает

по

принципу

перекрест­

ного тока: по горизонтальным ходам движется свежий воздух, по верти­ кальным — паровоздушная смесь. Пройдя через теплоуловитель, на­ ружный воздух нагревается на 30—40°, а паровоздушная смесь ох­ лаждается на 4—12°. Коэффициенты теплоотдачи для обеих сред вы­ числяют по формулам главы 8 (стр. 157—159). Общий коэффициент теплопередачи в зоне конденсации примерно равен коэффициенту теп­ лоотдачи от паровоздушной смеси к стенке.

Созданы и в настоящее время внедряются в практику теплоулови­ тели с рифленой поверхностью пластин, обладающие значительно боль­ шими интенсивностью теплообмена и экономичностью, чем рассмот­

ренные аппараты

с

гладкими листами (более подробно об этом см.

В. М. Антуфьев, Е.

К. Гусев и др. Теплообменные аппараты из про­

фильных листов.

Л.,

«Энергия», 1972, стр. 90—101).

Теплообменник типа «Де Лаваль». Теплообменник этого типа со­ стоит из рифленых пластин нержавеющей стали толщиной 1,3—3,2 жж.

178