ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Адсорберы ацетилена из "Получение кислорода Издание 5 1972" Теплообменники служат для передачи теплоты от одного потока газа (жидкости) к другому при этом один поток вещества охлаждается, а другой нагревается. Передача теплоты в теплообменниках происходит через стенки, разделяющие потоки. Такие теплообменные аппараты называются рекуперативными в отличие от регенеративных, где теплота передается за счет аккумулирования ее насадкой, попеременно омываемой потоками теплообменивающихся газов (см. разд. 8.2). Принципиальные схемы теплообменников приведены на рис. 8.1. [c.427] В воздухоразделительных установках используются обычно следующие виды теплообменников прямотрубные, с витыми трубками и пластинчатые. Применяются как односекционные, так и многосекционные теплообменники последние используются для нагревания и охлаждения нескольких потоков газов или жидкостей. [c.427] Выбор типа и конструкции теплообменника определяется давлением, температурой, тепловой нагрузкой и свойствами газов (жидкостей), а также технико-экономическими показателями, учитывающими условия работы аппарата и стоимость материалов. [c.427] Прямотрубные кожухотрубные теплообменники используются в качестве подогревателей азота, детандерных теплообменников, подогревателей греющего воздуха, вымораживателей влаги и двуокиси углерода. Для улучщения теплоотдачи в межтрубном пространстве делаются поперечные перегородки. В кожухотрубных теплообменниках с гладкими трубками на 1 трубчатки приходится 250—275 теплообменной поверхности. [c.427] Теплообменники с витыми трубками наиболее распространены в воздухоразделительных установках и используются для охлаждения воздуха высокого и среднего давления, а также для переохлаждения или испарения сжиженных газов они также могут быть многосекционными. Широко применяются витые теплообменники с шаговой навивкой трубок. [c.427] Для трубчатых теплообменников применяют трубки из меди, нержавеющей стали и алюминиевых сплавов. [c.429] Значительное увеличение коэффициента теплопередачи достигается использованием ребристых трубок. Оребрение трубок производят накаткой в процессе их изготовления. Можно выдавливать ребра у трубок на токарном станке с помощью специального приспособления. Ребро имеет сечение треугольника, вытянутого вверх (на 1 пог. м трубы располагается 400—600 спиральных ребер). В результате повыщения коэффициента теплопередачи и увеличения на 20—60% поверхности теплообмена масса металла оребренных трубок получается на 35—50% меньше, чем при гладких трубках. На 1 л трубчатки из оребренных труб приходится от 600 до 800 теплообменной поверхности (с учетом обеих сторон труб). В качестве оребренных используют трубы из меди или алюминиевых сплавов. [c.429] Применение сплавов алюминия для изготовления витых теплообменников снижает металлоемкость и затраты на материал использование оребрения труб позволяет создавать более компактные аппараты. Стоимость материала для витого теплообменника, приходящаяся на 1 м поверхности теплообмена, в 10 раз ниже, чем для прямотрубного. По сравнению с теплообменниками из нержавеющих сталей затраты на материал для алюминиевых теплообменников снижаются примерно в 3 раза. [c.429] Пластинчатые теплообменники применяются в тех случаях, когда коэффициенты теплоотдачи на обеих сторонах теплообыенной поверхности сравнительно невелики и близки друг к другу. Они отличаются большой компактностью, малым весом, низкой теплоемкостью, высоким коэффициентом теплопередачи н незначительным гидравлическим сопротивлением. В пластинчатых теплообменниках в 1 пакета размещается до 1000 теплообменной поверхности. [c.429] Для одинаковых условий теплопередачи и тепловой нагрузки пластинчатые теплообменники по сравнению с кожухотрубными (типов д и е, рис. 8.1) имеют в 3—6 раз меньший объем и весят в 4—8 раз меньше. По сравнению с поперечноточными витыми (типов ж и з) пластинчатые теплообменники для равных условий получаются такого же объема, но в 3—4 раза легче. Пластинчатые теплообменники используют вместо регенераторов в установках низкого давления, конденсаторов, вымораживателей двуокиси углерода. [c.429] Для установок производительностью 10 ООО л /ч технологического кислорода фирма Линде также применяет пластинчатые конденсаторы из алюминия. [c.429] Изготовляют пластинчатые теплообменники из нержавеющей стали Х18Н10Т или алюминиевых сплавов с применением пайки. Теплообменник из стали Х18Н10Т состоит из тонких гофров, разделительных пластин толщиной 0,1 мм и фиксаторов. Все элементы соединяются медным припоем, содержащим до 10% никеля. Предварительно на разделительную пластину гальваническим путем наносят подслой из никеля толщиной 2—3 мкм и слой меди до 30 мкм. Пайку ведут в стальном контейнере, в среде проточного аргона, в качестве флюса применяют фтористый бор. Для улучшения качества пайки предварительному омеднению подвергают все спаиваемые поверхности. [c.430] При изготовлении пластинчатых теплообменников из алюминия применяют сплав АМц в виде пластин толщиной 0,2—0,3 мм. Разделительные пластины плакируют силумином, который являетсн припоем. Собранный в приспособлении пакет теплообменника подогревают в печи, после чего погружают в ванну с расплавленными флюсующими солями, которые проникают в зазоры и флюсуют поверхности, обеспечивая их спаивание. Коллекторы к пакету приваривают аргоно-дуговой сваркой. Наилучшими (по данным ВНИИкриогенмаш) для воздухоразделительных аппаратов оказались пластинчатые теплообменники с прерывистыми ребрами и малым расстоянием между прорезями, равным 1,5 мм. [c.430] Рассмотрим некоторые конструкции теплообменников воздухоразделительных установок. [c.430] Намотка трубок выполнена правой и левой — попеременно. Обечайки плотно обжимают трубки. Коллекторы 5 и 7 промежуточные они служат для разделения теплообменника на две части и отвода от 25 до 45 7о воздуха из теплообменника в детандер. Коллекторы соединены между собой трубой 6. Охлажденный воздух выходит из теплообменника через коллектор 10. Коллекторы 7 и 10 снабжены трубками для продувки. [c.432] Для удобства изготовления все соединения обечаек теплообменника выполняются пайкой мягкими припоями ПОС-40 и ПОС-30, содержащими соответственно 40 и 30% олова, остальные — свинец. Пайку трубок высокого давления производят в раструб медно-цинковым твердым припоем ПМЦ-54С, состоящим из 54% меди и 46% цинка. [c.432] В правильно намотанном теплообменнике при продувке межтрубного пространства его секций соответствующим количеством воздуха с температурой 20°С сопротивление должно составлять от 50 до 100 мм рт. ст. Для некоторых типов теплообменников допускается сопротивление до 150—200 мм рт. ст. [c.432] Если трубки теплообменника навиты недостаточно плотно, то скорость воздуха в теплообменнике снижается и теплопередача будет менее интенсивной, что приведет к увеличению разности температур входящего воздуха и отходящих азота и кислорода на теплом конце теплообменника (недорекуперации). [c.433] ВИК многозаходныи, многослойный, навит на сердечник. Количество трубок 240 шт., длина 34 м. Концы трубок вварены в решетки по отбор-товке аргоно-дуговой сваркой без присадочного металла. Рабочее избыточное давление в трубках и межтрубном пространстве 6 кгс/см . [c.434] Вернуться к основной статье