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
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“Т5.У5- |
||||||
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