Компактные теплообменники теплоотдача

При необходимости интенсификации теплопередачи и создания компактных теплообменников весьма широко применяют ребристые поверхности. На рис.7.2 показаны оребренные трубы, используемые при продольном (вид б — прямоток, противоток) и поперечном (вид в — перекрестный ток) движении теплоносителей. Цель здесь — развитие теплопередающей поверхности в зоне движения одного из теплоносителей — того, со стороны которого интенсивность теплоотдачи ниже и подлежит увеличению. Чаще всего применяют наружное оребрение труб, так как внутреннее (вид а) — сложнее в изготовлении, к тому же достигнутое здесь увеличение теплообменной поверхности сравнительно невелико. [c.525]

К числу компактных и эффективных теплообменников, созданных за последнее время, относятся разные конструкции теплообменных аппаратов с оребренными поверхностями. Применение оребрения со стороны теплоносителя, отличающегося низкими значениями коэффициентов теплоотдачи (газы, сильно вязкие жидкости), позволяет значительно повысить тепловые нагрузки аппаратов. [c.334]

На рис. 1 приведены типичные пластинчато-ребристые поверхности, используемые для газов. Изменением геометрических параметров каждого типа поверхиости можно получить большой набор различных поверхностей. Хотя обычно применяются поверхности, имеющие по пять— восемь ребер на 1 см, встречаются и поверхности с 16 ребрами на 1 см. Наиболее распространена толщина ребер 0,1—0,25 мм. Высота ребер может изменяться от 0,25 до 2 см. Пластинчато-ребристые теплообменники, на поверхности которых размешено по шесть ребер иа 1 см, обеспечивают поверхность теплообмена 1300 м- на единицу объема. Эта поверхность примерно в 10 раз выше, чем в обычном кожухотрубном теплообменнике с трубками диамет- )ом 19 мм и с таким же объемом. При рабочей скорости около 3 м/с коэффициенты теплоотдачи в компактных теплообменниках составляют 1800 Вт/(м-.К). [c.97]

Развитие поверхностей (в том, что касается большинства применений) относится к старой технологии. Практический интерес вызывает увеличение коэффициентов теплоотдачи на развитых поверхностях. В компактных типа пластинчатых теплообменниках с плавниковыми трубами или трубчатых теплообменниках используется несколько методов интенсификации теплообмена ленточные ребра, установленные со сдвигом относительно друг друга, ребра в виде жалюзи, перфорированные или гофрированные ребра [25]. Коэффициенты теплоотдачи при этом увеличиваются на несколько сот процентов по сравнению с гладкими трубами однако перепад давлений также существенно увеличивается, могут возникать проблемы с вибрацией и шумом [26]. Для более детального ознакомления с состоянием дел при теплоотдаче с воздушной (внешней) стороны в оребренных трубчатых теплообменниках следует обратиться к обзору [74]. [c.324]

Когда в газовый поток добавляют капли жидкости, вследствие заметного нагрева двухфазной смеси, испарения жидкости и разрушения пограничного слоя возрастает перенос теплоты. В 45] показано, что, если на нагреваемой поверхности образуется непрерывная пленка жидкости, коэффициенты теплоотдачи могут вырасти в 30 раз. Более практичный способ интенсификации теплообмена предложен в [46], где применяется охлаждение разбрызгиванием в центральной зоне компактного теплообменника. Увеличение коэффициентов теплоотдачи максимально иа 40% связано с образованием жидкой пленкн и ощутимым ее нагревом. Вообще же большие требуемые объемы жидкости приводят к ограничениям в практическом применении этого метода. [c.326]

Жидкие металлы характеризуются исключительно высокими коэффициентами теплоотдачи, что позволяет использовать очень компактные теплообменники. Характеристики некоторых разработанных теплообменников на жидких металлах представлены в табл. 14.1 в сравнении с характеристиками более [c.267]

Для создания компактных теплообменников необходимо уменьшать линейные размеры каналов, при этом увеличивается коэффициент теплоотдачи. Изменение поверхности нагрева теплообменного аппарата равно изменению диаметра в степени 0,2 — 0,3 коэффициент компактности аппарата изменяется обратно пропорционально линейным размерам. [c.16]

Коэффициенты теплоотдачи принимаем постоянными по всей площади термобатареи, жидкость считаем несжимаемой и ее теплоемкость независящей от температуры. Наконец, пренебрегаем потерями тепла в окружающую среду, так как для компактных теплообменников с большими удельными тепловыми потоками эти потери обычно составляют 1—2% от общей тепловой нагрузки. Все эти ограничения общеприняты при анализе тепловых режимов теплообменных аппаратов и достаточно хорошо согласуются с реальными условиями работы рассматриваемых ТТН. [c.111]

В компактных теплообменниках, использующих в качестве теплоносителя воздух при атмосферном давлении, ввиду малых гидравлических радиусов проходных сечений для воздуха и ограничений по мощности, затрачиваемой на прокачку, рабочий диапазон чисел Рейнольдса составляет 1000 -ч- 5000. Другими словами, рабочая область — это переходная область от ламинарного течения к турбулентному. При работе в этой области лучше всего выбирать такую геометрию теплообменной матрицы, которая вызывала бы некоторую турбулентность потока при малых числах Рейнольдса. Кривые рис. 11.7 свидетельствуют о том, что при использовании матрицы из сплющенных труб с рифлеными ребрами (поверхность № 9,68 — 0,870) нерегулярности геометрии вызывают в потоке воздуха турбулентность, достаточную для улучшения коэффициента теплоотдачи при числах Рейнольдса вплоть до 500, при которых коэффициенты теплоотдачи для плоских и рифленых ребер становятся одинаковыми (хотя фактор трения все еще несколько выше для рифленых ребер). Заметим также, что наклон кривых для фактора трения на рис. 11.7 становится более крутым при числах Рейнольдса, меньших примерно 2000. Это означает, что хотя течение преимущественно является турбулентным, ламинарный подслой в пограничном слое утолщается по сравнению с развитым турбулентным течением. [c.214]

Один из путей создания исключительно компактного теплообменника типа жидкость — жидкость — реализация максимально развитой теплообменной поверхности на кубический метр объема теплообменника. Это подразумевает использование тесно расположенных труб малого диаметра. На рис. 14.3 показано влияние диаметра труб на величину удельной мощности, достижимой при заданной разности температур. Преимущества труб малого диаметра и плотной набивки пучка проявляются с особой силой, если теплообменник предназначен для работы на жидких металлах [15], поскольку благодаря их высокой теплопроводности коэффициенты теплоотдачи получаются исключительно высокими, особенно в случае каналов с малым диаметром. В связи с этим возникает вопрос выбора оптимального диаметра труб. Опыт эксплуатации показывает, что для большинства обычных теплообменников нецелесообразно использовать трубы диаметром менее 12,7 мм из-за опасности заноса труб и их закупорки. Однако система с жидким щелочным металлом может поддерживаться столь чистой, что вопрос о возможных отложениях на стенках не будет представлять какой-либо проблемы. [c.272]

Конструкция теплообменника должна удовлетворять ряду требований, зависящих от конкретных условий протекания процесса теплообмена (тепловая нагрузка аппарата, температура и давление, при которых осуществляется процесс, агрегатное состояние и физико-химические свойства теплоносителей, их химическая агрессивность, условия теплоотдачи, возможность загрязнения рабочих поверхностей аппарата и др.). При выборе теплообменника необходимо учитывать также простоту устройства и компактность аппарата, расход металла на единицу переданного тепла и другие технико-экономические показатели. Обычно ни одна из конструк- [c.337]

Насадочные поверхности обладают, по крайней мере потенциально, высокой компактностью (если в них используются тонкие стержни, проволока и шарики небольших диаметров) и характеризуются интенсивной теплоотдачей. Типичными примерами использования таких поверхностей является применение их в регенеративных теплообменниках периодического действия (см, гл. 2), в качестве топливных элементов в ядерных реакторах и в качестве тепловых аккумуляторов в системах [c.128]

При выборе теплообменников необходимо учитывать тепловую нагрузку аппарата, температуру и давление, при которых реализуется процесс, агрегатное состояние и физико-химические свойства теплоносителей, их химическую агрессивность, условия теплоотдачи, возможность загрязнения рабочих поверхностей аппарата, простоту устройства и изготовления, компактность аппарата, расход металла на единицу переданного тепла и другие технико-экономические показатели. ЛИТЕРАТУРА [33, 42, 53, 55, 57]. [c.179]

Движение теплоносителей в пластинчатых теплообменниках осуществляется противотоком или перекрестным током по двум смежным каналам, образованным рядом параллельных пластин. Пластинчатые теплообменники применяют для теплоносителей с соизмеримыми коэффициентами теплоотдачи, например для горячего газа и воздуха. Эти теплообменники достаточно компактны, просты и при соответствующем выборе расстояний между пластинами допускают повышенные скорости движения теплоносителей. Однако они применимы лишь при низких давлениях и сравнительно невысоких температурах и неудобны для очистки от загрязнений. [c.151]

Усилия в области разработки теплообменного оборудования направлены на снижение капитальных затрат и эксплуатационных расходов. Первое достигается увеличением эффективности теплопередачи, компактности аппаратов, уменьшением металлоемкости, второе — за счет увеличения пробега между ремонтами, предотвращения утечек, образования отложений и создания условий для их легкого удаления. Теплообменники с развитой поверхностью теплообмена (оребрение и пр.) рекомендуется использовать особенно активно в тех случаях, когда коэффициенты теплоотдачи со стороны одной из сред сравнительно низки относительно тех же коэффициентов другой среды. [c.42]

Второе издание книги Кэйса и Лондона Компактные теплообменники , вышедшее в США в 1964 г., существенно отличается от первого издания, русский перевод которого появился в 1962 г. Значительно расширена и переработана часть книги, касающаяся теории теплопередачи и методики расчета теплообменных аппаратов с развитыми поверхностями. В частности, включена новая глава, посвященная нестационарным процессам теплопередачи, которая представляет большой практический интерес. Число рассмотренных типов и разновидностей развитых теплообменных поверхностей увеличено с 88 до 120, расширены пределы изменения определяющих переменных, включены результаты исследований, проводившихся на протяжении нескольких последних лет. Существенно переработана и расширена глава, в которой рассматриваются влияние свойств теплоносителя, зависящих от температуры, на теплоотдачу. Значительно расширено приложение, содержащее данные о физических свойствах теплоносителей и конструкционных материалов. [c.3]

В компактных гофрированных пластинчатых или щелевых сотовых и т. п. теплообменниках при небольшой длине каналов коэффициент теплоотдачи увеличивается за счет турбулизации потока газа на входном участке канала. [c.53]

При низких значениях коэффициентов теплоотдачи с обеих сторон разделительной стенки теплообменника в целях повышения компактности аппарата часто используют двухстороннее оребрение. Наиболее [c.40]

Если наиболее важной является компактность, то сравнивают теплоотдачу и энергетические затраты на единицу объема. С этой целью для пластинчатого теплообменника удобно использовать объем на одной его стороне отсюда получаются графики [c.394]

Теплообменники из спаян1п)1х твердым припоем ребристых пластин обычно изготавливаются ь виде пакета (рис. 1). Прострапсгво между отдельными металлическими листами заполнено ребрами, которые обра 1уются после штамповки и изгибания в соответствии с нужным профилем. Из ребер набираются отдельные листы посредством пайки твердым припоем. В (1) такая конструкция теплообменника была названа компактной. Компактные теплообменники прежде всего характеризуются высокими коэффициентами теплоотдачи, для получения которых ис- [c.96]

Компактные теплообменники отличаются большим разнообразием внешних форм и еще большим геометрическим разнообразием внутренних поверхностей, разделяющих потоки теплоносителей. При таком раз1нообразии не может не возникать некоторого дублирования типоразмеров компактных теплообменников. Для того чтобы пояснить терминологию, используемую в этой главе, на рис. 12.1 показана одна из разновидностей основного элемента компактных теплообменников, называемого насадкой. Насадка состоит из двух параллельных пластин и металлических соединительных полос, скрепленных с пластинами. Такое расположение пластин и соединительных полос обеспечивает создание каналов для потока теплоносителей, а также основной и развитой (вторичной) поверхности. Ранее, Б первой главе, отмечалось, что если на равном расстоянии )т двух пластин провести плоскость, то каждую половину соединительных металлических полос можно-рассматривать как продольное ребро. В гл. 8 было описано, как две или несколько одинаковых насадок соединялись посредством разделительных пластин. Такая коиструкция была названа пакетной или сандвичевой . Тепло подводится к насадке через одну или через обе крайние пластины, а отводится от разделительных пластин и ребер к потоку, движущемуся через насадку, при постоянном среднем значении коэффициента теплоотдачи. Поэтому при анализе насадка рассматривается как оребренный канал, а не как теплобменник жидкость — жидкость . Использование пакетной конструкции особенно целесообразно, когда коэффициент теплоотдачи к жидкости мал по сравнению с количеством тепла, которое может быть подведено к пакету посредством теплопроводности при данной площади поверхности теплообмена, заключенной в наса1дке. Естественно, следует иметь в виду, что по мере увеличения числа ребер в насадке ее гидравлический радиус и коэффициент теплоотдачи к теплоносителю уменьшаются, в то время как гидравлическое сопротивление существенно возрастает. [c.418]

Поверхности компактных теплообменников описываются в соответствии с их геометрическими характеристиками, которые были стандартизированы благодаря большой работе Кэйса и Лондона [1]. Эти характеристики и зависимости между ними весьма существенны при использовании основных данных о теплоотдаче и гидравлическом сопротивлении для решения конкретных задач конструирования компактных теплообменников. Они описаны и классифицированы Кэйсом и Лондоном. Физические параметры и размеры для наиболее распространенных поверхностей компактных таплообменннкав приведены в [1]. [c.421]

Данные о теплоотдаче >в компактных теплообменниках обобщаются для конкретных п0 верх1Н0стей в виде за-висимостей типа Колберна, рассмотренных в гл. 1. При этом строится график зависимости характеризующего теплоотдачу /-фактора Колберна [c.422]

При циркуляции воды через теплообменники значения коэффициента теплоотдачи выше, а следовательно, меньше площадь поверхности теплообмена и выше компактность теплообменников. Распространенная конструкция водяного теплообменника представляет собой плиту или пластину с размерами в плане примерно равными размерами термобатареи. Внутри плиты имеются каналы для циркуляции воды. Сечения каналов, их количество и расположение выбирают из условия обеспечения одинакового термического со-вротивления между теплоносителем и спаями для всех термоэлементов. Каналы выполняют механической обработкой или получают при пайке штампованных деталей. Теплообменники оборудуют арматурой для подсоединения к водяной системе и элементами крепления модуля к металлоконструкции. С токоведущими коммутационными шинами поверхности таких теплообменников соединяют с помощью теплоконтактных электроизоляционных переходов. [c.94]

Здесь также приведены обобщенные выражения для коэффициентов теплоотдачи для различног вида поверхностей нагрева затем сравниваются характеристики нескольких типичных компактных теплообменникав по мощности, затрачиваемой на прокачивание жидкости на единицу поверхности нагрева или на единицу объема. [c.388]

При теплообмене м сжду газами трубчатые аппараты характеризуются низким коэффициеито м теплопередачи и малым коэф фициентом удельной поверхно сти пагрева (40—80 м 1м ). Для таких теплоносителей с близкими по значению коэффициентами теплоотдачи нашли применение пластинчатые теплообменники. Эти аппараты состоят из ряда параллельных пластин, каналы между которыми сгруппированы так, что по одной части каналов движется горячий теплоноситель, а по другой — холодный. Движение М ожет быть противоточным и перекрестным. Пластинчатые теплообменники компактны, их удельная поверхность нагрева велика (до 200— 300 м м ), но прочность пла стин невьпсока, поэтому они применимы только при малых давлениях. [c.15]

Низовцев В.М. Экспериментальное исследование теплоотдачи и гидравлического сопротивления в компактных пла-стинчато-ребристых теплообменниках Теплофизические проблемы промышленного производства. // Тезисы докладов Международной теплофизической школы. Тамбов, 1992, С. 121. [c.650]

Кожухотрубчатый теплообменник иногда может быть заменен контактным устройством (рис. 32). В этой схеме пар вторичного вскипания и пролетный пар из сепаратора-расширителя поступают для нагрева воды в подогреватель смешения, откуда нагретая в результате конденсации пара вода сливается в бак-аккумулятор, из которого подается потребителю. Недостаток такой схемы-невозвратные потери части конденсата. Вместо подогревателя смешения можно использовать стру4щый, отличающийся простотой, компактностью и высокой интенсивностью теплоотдачи при конденсации пара в струе воды. Однако невозвратные потери конденсата не устраняются. [c.53]

Поверхность теплообмена в теплообменниках труба в трубе может быть образована не только гладкими, но и ребристыми трубами. Применяются ребристые трубы с продольными ребрами (фиг. 359). Как и в других конструкциях, ребристыетрубы применяются для выравнивания условий теплообмена с обеих сторон теплообменной поверхности. Более густую, вязкую жидкость, от которой коэффициент теплоотдачи а меньше, чем от другой, пускают со стороны ребер, т. е. в меж-трубное пространство. На фиг. 360 изображен теплообменник труба в трубе с ребристой поверхностью теплообмена, применяемый в нефтяной промышленности. Для увеличения компактности в нем применено вместо фланцевого ниппельное соединение. [c.382]

Пластинчато-ребристые теплообменники выгодно отличаются от теплообменников других типов эффективностью, компактностью (полная поверхность теплоотдачи, отнесенная к единице объема, может достигать 1800 м /м , а доля поверхности оребрения 90% от полной поверхности), малым весом, низким гидравл1гч. сопротивлением и т. д. [c.38]

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]

Японская фирма Сумитомо пресижн продактс выпускает пластинчато-ребристые сварные (или паяные твердым припоем) теплообменники из алюминия (рис. 145). Детали аппарата изготовляются из алюминия путем литья. Гофрированные ребра не только интенсифицируют теплоотдачу, но и придают конструкции необходимую механическую прочность. Ребра имаот высоту от 1,6 до 10 мм, толщину от 0,12 до 0,62 мм, шаг ребер от 1,4 до 30 мм в зависимости от условий. Ребра высотой 3—5 мм применяются главным образом для жидкости или конденсата, а более высокие — с жалюзи или прерывистые — для газов. Максимальная компактность этих теплообменников по данным фирмы в девять раз больше, чем в обычных трубчатых и в 1,5 раза больше, чем самых компактных] с оребренными трубами. [c.287]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология