Спіральні теплообмінні апарати (стр. 2 из 2)

Спіральні теплообмінні апарати можуть виконуватися для руху теплоносіїв по спіральному потоку, по поперечному, який перетинає спіраль потоку і по комбінованому потоку, який сполучає поперечний та спіральний потоки. Конструктивне оформлення таких теплообмінників може бути різноманітним.

Закордонні фірми навивку спіральних теплообмінних апаратів проводять з рулонного матеріалу шириною від 0,1 до 1,8 м і товщиною від 2 до 8 мм. Діаметр сердечника (керна) складає від 200 до 300 мм, ширина каналу – від 5 до 25 мм, поверхня нагріву – від 0,5 до 160 м². Для отримання великих поверхонь теплообмінники можуть бути з’єднані в блоки.

За кордоном спіральні теплообмінні апарати виготовляють із вуглецевих та корозійностійких марок сталей, хастелою, нікелю і нікелевих сплавів, алюмінієвих сплавів та титану.

При відносно високих тисках в каналах деякі закордонні фірми з метою зниження металоємкості та придання достатньої міцності навивку теплообмінних апаратів здійснюють з матеріалу різної товщини. Внутрішні витки меншого радіусу навиваються з більш тонкого матеріалу, а зовнішні більшого радіусу – з металу більшої товщини. Листи різної товщини зварюються під кутом, щоб шов не заважав навивці спіралі.

В деяких випадках спіральні теплообмінні апарати конструюють з врахуванням на застосування анодного антикорозійного захисту або захисних покрить.

4. Визначення розмірів спірального теплообмінника

спіральний теплообмінний апарат конденсатор

Для визначення геометричних розмірів спіральних апаратів після теплового розрахунку і визначення величини робочої поверхні виходять із розмірів внутрішнього радіуса спіралей (для стандартних апаратів радіус дорівнює 150 мм), ширини каналу, тобто відстані між листами, і ширини стрічки, з якої проводиться навивка.

Поверхня нагріву спірального апарата, отримана на основі теплового розрахунку, зв’язана з розмірами спіралей співвідношенням

(1)

де	–	ефективна довжина спіралі від точок і до точок і (рисунок 4 );
–	ефективна спіралі, яка дорівнює ширині металевої стрічки за вирахунком товщини металевих стрічок або металевих стрічок або прокладок, які входять усередину спіралі.

= -20 мм,

де

–

ширина стрічки.

Рисунок 4 – Схема до розрахунку довжини каналу теплообмінника: 1 – зовнішній канал; 2 – внутрішній канал

Ефективну довжину спіралі визначають з урахуванням того, що зовнішній виток спіралі не бере участь в передачі тепла.

Кожний виток будується по двом радіусам: перший виток – по радіусам

,

де	–	крок спіралі;
–	ширина каналу (зазор між спіралями);
– товщина листа.

Довжина першого витка визначається за формулою

.

Довжина другого витка

Довжина

-го витка

Сумуючи, отримаємо довжину спіралі

(2)

звідки число витків, необхідне для отримання ефективної довжини, визначаємо за рівнянням

(3)

Число витків спіралей визначається за формулою

(3)

де

–

внутрішній діаметр спірального апарата.

Зовнішній діаметр спіралі з урахуванням товщини листа визначається за формулою

(4)

Дійсна довжина листів спіралей між точками

і для спіралі І і між точками і для спіралі ІІ (рисунок 13 ) визначається співвідношеннями:

(5)

(6)

Література

1 Барановский Н.В., Коваленко Л.М., Ястребенецкий А.Р. Пластинчатые и спиральные теплообменники. М., «Машиностроение», 1973. – 288 с.

2 Пластинчатые теплообменные аппараты. Каталог. М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1990. – 52 с.

3 Стальные спиральные теплообменники. Каталог. М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1974. – 21 с.