ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Оформление поверхности теплообмена из "Основы проектирования химических производств" Большинство химических процессов протекает с выделением или поглощением тепла. Достаточно часто в реакторе необходимо держать режим, близкий к изотермическому, поэтому приходится предусматривать теплообмен между реакционной массой и теплоносителем. Чаще всего теплообмен происходит через разделяющую теплоносители стенку, т.е. рекуперативно. [c.276] Теплообменными поверхностями обычно являются наружные поверхности аппаратов, снабженные рубашками. Если наружные поверхности реакторов недостаточны, то при невысокой вязкости получаемых продуктов внутри аппаратов устанавливают дополнительные поверхности змеевики, стаканы. [c.276] С точки зрения удобства обслуживания, очистки реактора и простоты его конструкции предпочтительнее наружные теплообменные элементы (рубашки и приварные элементы). Однако их поверхность теплообмена ограничена наружной поверхностью аппарата. Кроме того, коэффициент теплоотдачи к наружным теплообменным элементам примерно в 2 раза ниже, чем к внутреннему змеевику. [c.276] Рубашки. Как правило, их приваривают к корпусу реактора или делают съемными, когда приварка невозможна (например, для аппаратов, изготовленных из чугуна), а также, когда необходим постоянный контроль за поверхностью теплообмена. Различают гладкие рубашки, змеевиковые, с вмятинами, каркасные. [c.276] Гладкие рубашки. Такая рубашка по своей конструкции повторяет по форме обогреваемый реактор (рис. 13.1). [c.276] В пространство между корпусом реактора и рубашкой подается теплоноситель. Пар подают в нее через верхний штуцер, а конденсат отводят через нижний. Жидкие теплоносители обычно вводят через нижний штуцер, а выводят через верхний. [c.277] Диаметр рубашки обычно принимают на 50—100 мм больше диаметра реактора. Таким образом, зазор между корпусом аппарата и рубашкой колеблется в пределах от 25 до 150 мм. Зазоры между стенками стараются сделать минимальными, чтобы увеличить скорость теплоносителя. Большие зазоры характерны для парообразных теплоносителей. [c.277] Крепление гладких рубашек к корпусу реакторов может быть разъемным и неразъемным. [c.277] Разъемное крепление применяют для аппаратов, работающих в тяжелых условиях, когда необходимо периодически контролировать поверхность нагрева, очищать ее. [c.277] Конструкция разъемного крепления рубашки к корпусу представлена на рис. 13.2. [c.277] Более простым и надежным является неразъемное соединение крышки реактора с обечайкой рубашки сваркой, которую осуществляют с помошью отбортовки (рис. 13.4, а) или приварного кольца (рис. 13.4, . [c.278] Крепление рубашек кольцами экономически выгодно в условиях мелкосерийного и индивидуального производства, так как это не требует применения дорогостоящей оснастки. Недостатком конструкции 13.4,6 является высокая концентрация напряжений в месте приварки кольца к корпусу и к рубашке, а также повышенный расход металла и увеличение веса реактора. [c.278] Поэтому более удобны плавные конические переходы, называемые воротниками, которые являются и компенсаторами температурных удлинений (рис. 13.4, а). Кстати, этот компенсатор необходим и тогда, когда конус изготовлен из стали Х18Н9Т, а корпус рубашки из стали СтЗ. [c.278] Для изготовления воротников требуется специальная оснастка, что экономически выгодно при серийном их производстве. [c.278] При больших давлениях в рубашке, особенно при отсутствии крепления рубашки к днищу аппарата, когда уравновешиваются силы давления, стремящиеся вытолкнуть корпус аппарата из рубашки, это соединение не применимо. [c.278] Наличие рубашки усложняет крепление нижнего спускного штуцера. При небольшой разнице линейных удлинений рубашки и корпуса возможна приварка штуцера одновременно к корпусу и рубашке. [c.278] Для удаления инертных газов, создающих подушку, которая исключает часть теплообменной поверхности из процесса теплообмена, в верхней части рубашки предусматривается продувочный штуцер. [c.278] Змеевиковая рубашка. Она представляет собой спираль из прокатного профиля, приваренную к корпусу аппарата. Приваривать спираль виток к витку не следует, так как это ведет лишь к перерасходу металла, усложняет изготовление аппарата, повышает гидравлическое сопротивление теплообменного устройства. [c.279] Участок внутренней поверхности корпуса между витками рубашки можно рассматривать как ребра, от шага змеевика зависит длина ребер. Такие аппараты легче, чем аппараты с гладкими рубашками, так как толщина корпуса и рубашки в первом случае меньше, чем во втором. Приварные элементы располагаются на поверхности аппарата по-разному — в виде спирали, навитой на цилиндрический корпус аппарата, или зигзагообразно по образующей цилиндра. [c.279] В тех случаях, когда не требуется большой поверхности теплообмена или когда теплоноситель находится под большим давлением, применяют приварные теплообменные элементы в виде труб (рис. 13.5, а) или полутруб (рис. 13.5,5). Возможно также применение приварных элементов из проката — швеллеров (рис. 13.5, в) или уголков (рис. 13.5, г). Минимальное расстояние между приварными элементами определяют из условий доступа к сварным швам. [c.279] Вернуться к основной статье