Теплообменник труба в трубе принцип работы: Теплообменник труба в трубе схема и принцип работы, устройство

Содержание

Теплообменник труба в трубе схема и принцип работы, устройство

Как работает трубный змеевик труба в трубе – плюсы и минусы устройства

Трубный змеевик труба в трубе служит для нагрева или охлаждения теплового носителя в системах отопительного и промышленного типа. Такие устройства применяются также в нефтегазовой, химической и других промышленных отраслях.

Общая информация про трубный змеевик труба в трубе

С помощью теплообменников, или трубных змеевиков, выполняется обмен тепловой энергетикой между 2-мя веществами, применяющимися в роли теплового носителя. Это приводит к процесса нагрева одного из них, и охлаждению иного. Исходя из данной способности одни трубные змеевики на тепловых трубах выполняют роль нагревателей, иные – холодильников.

Способ теплопередачи устройствами может быть:

  • Поверхностным. Служит для деления теплового носителя. В этом случае предусматривается специализированная стенка, отлично проводящая тепло между 2-мя отделениями резервуара.
  • Регенеративным. Процедура теплопередачи в себя включает два этапа, в процессе которых специализированная насадка поперемено нагревается и охлаждается.
  • Смесительным. Для теплопередачи 2-ух сред применяется их прямой контакт и смешивание.

Особенности конструкции

Эту группу аппаратов относят к поверхностным тепловым приборам. Устройство теплообменного аппарата труба в трубе не выделяется большой сложностью. Очень часто в теплообменник входит несколько компонентов: их располагают друг над другом, соединяя между собой особым креплением. В состав каждого отдельного звена входят вставленные друг в друга трубы, предназначающиеся для теплопередачи между собой. Внешнюю трубу большего размера объединяют с подобными элементами соседних отделений.

Тоже самое касается и размещенных в середине труб с меньшим диаметром: для них также используется методичное соединение. Для оснащения возможности постоянных чисток на всех соединениях монтируются разъемы. Внутренние трубы по большей части объединяют снимающимися калачами. За счёт небольшого поперечного сечения в середине системы достигается большая скорость перемещения теплового носителя по трубам и между ними.

Если теплообмен требуется для теплового носителя в значительных объемах, конструкцию аппарата восполняют несколькими добавочными секциями, для объединения которых учтены общие коллекторы.

Положительные качества теплообменного аппарата

Обычная схема теплообменного аппарата труба в трубе не считается помехой для его существенной популярности. Что же касается обслуживания, то простота устройства позволяет проводить его своими силами, без вовлечения сантехников.

К важным достоинствам аппаратов этого типа можно отнести следующее:

  1. Подходящая скорость транспортировки теплового носителя. Это происходит благодаря подробному выбору труб водопровода нужного диаметра: это позволяет раствору перемещаться в середине системы беспрепятственно.
  2. Легкость изготовления и ухода. Это дает возможность очень легко проводить регулярную чистку устройства, позитивно влияющую на длительность его службы.
  3. Многосторонность. Такое свойство теплообменного аппарата дает возможность применять не только жидкий, но еще парообразный тепловой носитель. В конечном итоге, аппарат успешно может использоваться в самых разных системах.

К минусам оборудования в большинстве случаев относят подобные моменты:

  • Внушительные размеры. Это налаживает собственный отпечаток как на перевозку, так и эксплуатацию прибора. Тем более это касается частного применения, т.к. дополнительное пространство на установку аппарата отыскать не всегда легко.
  • Большая цена. Стоимость наружных труб, не занятых в теплообмене, и также труб, которыми оборудуется грунтовый трубный змеевик (если они есть в общей конструкции) очень большая.
  • Сложность проектирования. Эта процедура по силам разве что профессионалам, так как просит проведения непростых вычислений и знания точных показателей системы. В конечном итоге, общая цена работ по монтажу возрастает.

Не обращая внимания на присущие минусы трубных змеевиков труба в трубе, хорошие стороны это удачно восполняют: это объясняет высокую популярность данных аппаратов не только в сферах промышленности, но и индивидуальных домовладениях.

Характерности проектировки

В период выполнения расчетных мероприятий теплообменного аппарата труба в трубе необходимо выбрать самый лучший материал, из которого он будет сделан. Кроме того, на данном шаге формируют важные параметры конструкции. Хотя ниже и рассмотрим ключевые моменты проектировки аппаратов этой группы, впрочем проведение собственными руками аналогичных работ не рекомендуется. Читайте также: «Как выполнить трубный змеевик на трубу дымоотвода – варианты конструкции и варианты монтажа».

Наиболее целесообразно, если этим займутся профессионалы по теплотехнике. Так как для многих тепловых носителей специфична очень высокая коррозийная активность, важные элементы теплообменного аппарата пытаются изготовлять из нержавейки. Этим также обеспечивается максимально предполагаемая длительность службы аппарата. Во время использования для производства иного материала потребуется проведение подробного анализа эксплуатационных особенностей теплообменного аппарата.

Чтобы высчитать размеры ключевых секций теплообменного аппарата труба в трубе, потребуется информация о следующих параметрах:

  • Усредненный норматив температурные разницы тепловых носителей.
  • Тепловая нагруженность прибора.
  • Показатель отдачи тепла, происходящей между стенками аппарата и носителем тепла.
  • Критерий теплового сопротивления стенок теплообменного аппарата.
  • Площадь расчетной поверхности, вдоль которой выполняется теплообмен.

Теплотехнические характеристики потребуется дополнить еще некоторыми расчетами. Прежде всего это касается гидравлических показателей, которыми обладает аппарат. Рабочий принцип теплообменного аппарата труба в трубе в большинстве случаев зависит и от того, какая нагрузка механики оказывается на металлические трубы для отопления. Что же касается коэффициентов теплопередачи труб, то они напрямую зависят от рабочих сред, с которыми взаимодействуют: их знание даст возможность собственными силами высчитать теплообменную систему.

Простая конструкция теплообменного аппарата труба в трубе способствует существенной популярности аппаратов этого типа. Основное, чтобы большие размеры системы не были помехой в установке и дальнейшей ее эксплуатации.

Tagged : теплообменник / теплообменника труба / теплообменника труба трубе / труба / труба трубе / устройство

Конструкция теплообменников труба в трубе

Есть одна главная задача, которую должен выполнять теплообменник «труба в трубе». Принцип действия построен так, чтобы изменять температуру транспортируемой среды. Простыми словами, чтобы охлаждать или нагревать прокачиваемые сквозь трубопровод жидкости или газы, необходим теплообменник «труба в трубе». Описание устройства поможет вам определиться.

Потребности в контроле температуры транспортируемой среды — жидкости или газа, могут возникать во время эксплуатации любой системы. Поэтому широко распространен в бытовых сетях, а также на производстве теплообменник «труба в трубе». Принцип работы его на том, что происходит постоянный контакт теплоносителя со средой. Устройства часто используют на предприятиях газовой, нефтяной, химической и других промышленностей. Также активно применяют их в пищевом производстве (например, в винодельческом хозяйстве, при изготовлении молочных продуктов и так далее). Устройство теплообменника «труба в трубе» позволяет применять его также для работ под открытым небом.

Их относят к устройствам поверхностного вида. Основными компонентами являются звенья, соединяющиеся определенным образом, а располагающиеся вертикально. Желательно, чтобы конструкция рассчитывалась квалифицированным персоналом.

Конструктивные особенности

Конструкция теплообменников «труба в трубе» представляет собой несколько рядов сдвоенных трубок, располагающихся одна над другой. Жидкости или газы находятся в противотоке относительно друг друга. Жидкое вещество подогревается при помощи греющего пара, после чего притекает внизу, и как следствие происходит его поднятие вверх. Пар в полости корпуса подается в верхнюю часть и опускается в область, куда отводится конденсат. Чтобы постоянно поддерживать температуру жидкости для охлаждения, необходим ее приток в нижней части корпуса. Если необходимо очистить поверхности теплообмена, то это делается исключительно механическим способом.

Конструкция теплообменника типа «труба в трубе» имеет следующие особенности:

  • предполагается наличие пакетной компоновки, то есть расположение нескольких объединенных звеньев рядом друг с другом;
  • устройства собирают таким образом: проводят инсталляцию пакета трубок меньшего диаметра. Сквозь него в дальнейшем пропускается среда охлаждающего или нагревающего типа;
  • соблюдение принципа непрерывности. Это означает, что по всей длине транспортирующей системы внутреннее пространство должно быть пронизано трубами устройства;
  • чтобы обеспечить ремонт, сборку труб осуществляют при помощи разъемных соединений. Таким образом, вся конструкция легко разбирается и собирается;
  • сечения в транспортирующем канале должны быть больше того, которое располагается в канале теплообменника. Это позволяет не только проводить инсталляцию теплообменника в трубопровод, но и разгонять теплоноситель в системе до максимально возможной скорости;

Принцип действия теплообменника «труба в трубе» таков, что возможно прокачивать практически любой объем транспортируемой жидкости или теплоносителя.

Особенности проектирования

Приняв во внимание эксплуатационный опыт и новейшие технологии, позаимствованные из машиностроения и металлообработки, инженеры начали изготавливать теплообменники «труба в трубе», которые обладают полезными техническими характеристиками. Например, усовершенствованная конструкция, высокий показатель теплопередачи и малый расход материала на производство. Использование преимущественно грязной воды как теплоносителя обеспечивает необходимость таких параметров теплообменника «труба в трубе», как простое очищение и возможность беспроблемного ремонта.

Во время расчета специалисты подбирают материал для изготовления и производят вычисление предельных величин. Чтобы обеспечить оптимальные характеристики теплообменника «труба в трубе», инженеры предпочитают использовать нержавеющие сплавы. Такой выбор обусловлен тем, что большая часть устройств подвержена образованию ржавчины. Чаще всего в качестве материалов применяют медь и специальную сталь.

Основные критерии, которые обуславливают габариты:

  • величина температур;
  • тепловая нагрузка;
  • коэффициент теплообмена;
  • теплопередача и другие показатели.

Также специалистами осуществляется расчет гидравлических аспектов и анализируется уровень сопротивляемости выбранного материала определенной степени нагрузки.

Итак, основное назначение теплообменника типа «труба в трубе» — это изменение температуры транспортируемой жидкости или газа в системе трубопровода.

Если у вас появились вопросы о продукции, установке, стоимости или обслуживании, то вы можете задать их нам, и менеджеры обязательно на них ответят.

Теплообменники труба в трубе — Резервуары, емкости, резервуарное оборудование Neft-rus.ru

: Parameter 1 to plgContentPageTitle() expected to be a reference, value given in



Назначение

Теплообменники труба в трубе представляет собой  трубчатые теплообменники и предназначаются для нагрева и охлаждения сред в технологических процессах нефтяной, нефтеперерабатывающей, химической, нефтехимической, газовой и других отраслях промышленности.

Надежность работы теплообменника труба в трубе и удобство его эксплуатации непосредственно в технологическом процессе определяют некоторые факторы. К таким факторам можно отнести:

   — компенсацию температурных деформаций;

   — прочность и плотность разъемных соединений, а также доступ для осмотра и чистки и удобство контроля за работой аппарата.

Немаловажным фактором является удобство соединения аппарата с трубопроводами.

В межтрубном пространстве теплообменника труба в трубе циркулирует хладогент или теплоноситель.

Преимущества теплообменника труба в трубе состоит в высоком коэффициенте теплоотдачи, пригодности для нагрева или охлаждения сред при высоком давлении и простоте монтажа и обслуживания.

Теплообменники труба в трубе изготавливаются следующих исполнений:

   — с приварными двойниками;

   — со съемными двойниками.

В них применяются гладкие теплообменные трубы.

Теплообменные аппараты «труба в трубе» изготавливаются следующих типов:

   — однопоточные разборные типа ТТОР;

   — однопоточные неразборные типа ТТОН;

   — многопоточные разборные типа ТТМ;

   — разборные малогабаритные типа ТТРМ.

Структура условного обозначения аппарата.

А также двух исполнений: 1 — с приварными двойниками, 2 — со съемными двойниками.

Аппараты теплообменные могут эксплуатироваться в районах с умеренным (У) и тропическим (Т) климатом.

В теплообменниках применяются следующие типы теплообменных труб: гладкие (Г), с продольным оребрением (ПР), ошипованные (Ш).

Устройство и принцип работы

Для удобства выполнения очистки и замены внутренних труб, их обычно соединяют между собой коленами. Двухтрубные теплообменники, имеющие значительную поверхность нагрева, состоят из ряда секций, параллельно соединенных коллекторами.

Теплообменники «труба в трубе»

Технические характеристики











Наименование параметраТТОНТТОРТТМТТРМ
Поверхность теплообмена гладких труб, м²0,11 – 44,455,0 – 18,03,9 – 93,00,55 – 44,6
Наружный диаметр теплообменных труб, мм25; 38; 48; 57; 89; 108; 133; 15989; 108; 133; 15938; 48; 5725; 38; 48; 57
Наружный диаметр кожуховых труб, мм57; 76; 89; 108; 133; 159; 219133; 159; 21989; 10857; 76; 89; 108
Условное давление, МПа, не более
   в трубах1,6; 4,0; 6,31,6; 4,01,6; 4,06,3
   в кожухе1,6; 4,0; 6,3
Температура рабочей среды в трубах и кожухе, °Сот –30 до 300от –30 до 400от –30 до 400от –30 до 400
Длина теплообменных труб, мм3000; 4500; 60004500; 60003000; 4500; 60003000; 4500; 6000
Материальное исполнениеуглеродистая сталь, нержавеющая сталь

Холодильники< Предыдущая

  Следующая >Аппараты теплообменные кожухотрубчатые с U-образными трубами

видео-инструкция по монтажу своими руками, расчет, чертежи, цена, фото

Конструкция теплообменника «труба в трубе»

Теплообменник «труба в трубе» используется в бытовых целях и на промышленных предприятиях. Конструкция состоит из двух труб разного диаметра, расположенных одна внутри другой. Жидкость, которую требуется нагреть или охладить, находится в непосредственном контакте с теплоносителем. Теплообменные трубы располагают вдоль друг друга. Разница в их диаметре позволяет свободно перемещаться теплоносителю. Работает теплообменник по принципу обмена теплом между контактной жидкостью и теплоносителем.

  • Facebook
  • LiveJournal
  • Blogger

Агрегат состоит из нескольких звеньев
Теплообменные агрегаты такого типа удобны в эксплуатации. Их используют в нефтяной, газовой, химической и пищевой промышленности. Обусловлено это надежностью устройства, герметичностью, удобством обслуживания. Промышленное отопление по вышеописанному типу является оптимальным для больших помещений.

Агрегат состоит из нескольких звеньев. Подача жидкости осуществляется при помощи патрубков. Конструкция выполнена в форме спирали. Прямые участки располагают друг над другом последовательно. Внутренний трубопровод соединяется при помощи специальных дуг. Обвязка теплообменника осуществляется патрубками таким образом, чтобы теплоноситель мог свободно перемещаться. Размер и величина отдельных секций определяется требуемой мощностью теплообменника.

Теплообменники для отопления нередко используются в загородных домах. Но теплообменник своими руками изготовить не так просто. Для этого нужно произвести профессиональный расчет технических параметров устройства, что невозможно без наличия определенных знаний. Процесс сборки агрегата намного проще, нежели его расчеты.

Для самостоятельного изготовления устройства подбирают два отрезка труб разного диаметра. Лучше использовать тонкостенные элементы, так скорость теплообмена значительно повысится. Единственный фактор, влияющий на толщину стенок — это давление жидкости. Важно, чтобы конструкция не деформировалась. Зазор между трубами, помещенными одна в другую должен составлять 1,5 мм – 3 мм со всех сторон. Длина внутренней трубы должна быть меньше внешней. На торцах внешней трубы нужно вмонтировать Т-образные тройники.

Самостоятельное изготовление теплообменников лучше производить из медных элементов. Альтернативой могут стать стальные трубы, но в этом случае эффективность устройства понизится.

Теплообменные устройства: общие сведения

Работа теплообменника связана с необходимостью нагреть или охладить среду, циркулирующую в трубопроводе.

Поэтому все подобные устройства делятся на:

  • Охладители – аппараты, снижающие температуру транспортируемой среды, за счет нагрева жидкости или газа в теплообменнике;
  • Нагреватели – аппараты, повышающие температуру транспортируемой среды, за счет охлаждения циркулирующей в теплообменнике среды.

Схема работы первых устройств – охладителей – предполагает введение в теплообменник жидкости или газа с очень низкой температурой. И после контакта холодного теплообменника и разогретой среды в трубопроводе их температуры начнут выравниваться – циркулирующий в теплообменной сети теплоноситель нагреется, а прокачиваемая по трубопроводу среда – охладится.

Схема работы вторых устройств – нагревателей – основана на обратном эффекте. То есть, в теплообменник подается перегретая жидкость (или газ), которая нагреет транспортируемую по трубопроводу среду.

Виды теплообменников

По конструктивному исполнению теплообменные аппараты первого и второго типа (охладители и нагреватели) делятся на:

  • Поверхностные устройства, теплообмен в которых происходит за счет контакта сред через стенку (поверхность).
  • Регенеративные системы, которые поддерживают попеременную подачу в насадку-теплообменник то холодной, то горячей среды.
  • Смесительные системы, основанные на прямом впрыске холодной или разогретой среды в трубопровод, транспортирующий жидкость или газ.

Причем самым простым и эффективным вариантом обеспечивающего тепловой обмен устройства является поверхностная схема типа «труба в трубе». И далее по тексту мы рассмотрим конструкцию именно такого аппарата.

Преимущества теплообменников «труба в трубе»

Преимущества теплообменников типа «труба в трубе» основываются на конструкционных особенностях устройства. Перемещение жидкости по агрегату происходит с оптимальной для ее нагрева или охлаждения скоростью. Теплоноситель и константная жидкость находятся между собой в правильном балансе. Достигается это путем подбора оптимального диаметра элементов. Теплообменники для отопления должны быть сконструированы по всем правилам.

Достоинством агрегата в том, что в нем используют разнообразные вещества. В качестве контактной среды выступает вода, пар, газ, любые вязкие жидкости.

Устройства не требуют специального ухода, их не требуется обслуживать. Прочистку теплообменника осуществляют за считанные минуты. Достигается это за счет того, что секции соединены разъемными фланцами. Конструкцию легко разобрать. Это касается и ее ремонта. Вышедшая из строя секция легко демонтируется и заменяется новой либо ремонтируется.

Очистка теплообменника осуществляется не только вручную, но и при помощи специальных механизмов. Устройство для промывки теплообменников представляет собой насосную конструкцию, позволяющую быстро и эффективно удалять все отложения, скопившиеся внутри трубопровода. Таким способом прочищают полностью засоренные конструкции. Для удаления загрязнений используют специальный раствор. Чистящее средство сохраняют и используют неоднократно.

  • Facebook
  • LiveJournal
  • Blogger

Огромный промышленный теплообменник

Устройство и виды

Отличительная особенность теплообменника – два вида вещества изолированы друг от друга, одно из которых нагревается, другое – охлаждается. Внутри аппарата они обмениваются между собой тепловой энергией. В зависимости от температурных потребностей теплообменники бывают двух типов: нагреватели и холодильники.

Конструкции теплообменных аппаратов делятся на три вида:

1. Простой тип VLO – внутри основной трубы проходит одна поменьше.

2. Тип VLM – в одной трубе несколько маленьких.

3. Специальный тип VLA – для продуктов особой вязкости.

По способу передачи тепла теплообменники делятся на:

· поверхностные – обмен тепловой энергией происходит через разделительную стенку между двумя резервуарами;

· регенеративные – чередование этапов нагрева и охлаждения;

· смесительные – теплообмен осуществляется путем смешивания двух веществ.

Самый распространенный тип теплообменников — кожухотрубный. Труба заключена в кожух для более высокой теплоотдачи. Наиболее эффективен на крупных производственных предприятиях, предусмотрен для работы в условиях перепадов давления. Используется кожухотрубный агрегат в паровых системах, с агрессивными газами и жидкостями.

Кожухотрубчатые теплообменные аппараты используются на заводах различных типов производства. Популярны за счет простоты конструкции, доступности материалов и эффективности в работе.

Классифицируют кожухотрубчатые и кожухотрубные теплообменные аппараты по функциональным особенностям:

· универсальные теплообменники;

· испарители;

· конденсаторы;

· холодильники.

Также разделяют кожухотрубные и кожухотрубчатые агрегаты по типам конструкции (закрепленные, У-образные и плавающие) и расположению (горизонтальные и вертикальные).

Недостатки теплообменников «труба в трубе»

Конструктивные особенности агрегата содержат в себе не только достоинства, но и недостатки. Устройство достаточно громоздко. Чтобы теплоноситель мог свободно перемещаться используются наружные комплектующие с увеличенным диаметром.

Стоимость оборудования высока. Для изготовления таких агрегатов требуется много металла. Из других материалов изготавливать теплообменник такого типа нецелесообразно. Теплоотдача металлов, к примеру, меди, оптимальна для конструкций такого типа.

Изготовить воздушный теплообменник «труба в трубе» самостоятельно сложно. Приходится прибегать к помощи опытных мастеров. Изготовлению агрегата предшествует расчет теплообменника . Без соответствующей подготовки и расчета вряд ли получится изготовить эффективную конструкцию.

Расчет теплообменника

Теплообменный аппарат проектируется на основании:

  • Теплового расчета с определением площадей поверхности теплообменника,
  • Конструктивного расчета основных геометрических параметров агрегата и его узлов,
  • Гидравлического расчета, определяющего потерю напора,
  • Расчета тепловой изоляции оборудования,
  • Подсчета экономической эффективности.

Теплообменник труба в трубе

Технические характеристика теплообменников могут сильно различаться, что зависит от области их использования, модели и производственной потребности технологического процесса линии или системы. При расчете агрегата принимается во внимание основное его назначение – обмен тепловыми параметрами теплоносителя и обрабатываемой среды. На основе физических свойств теплоносителей выполняется расчет теплообменника труба в трубе с учетом различных характеристик агрегата и системы в целом. Для этого оцениваются следующие параметры:

  • уровень тепловых потерь,
  • технологическая и тепловая схема,
  • совокупность сопутствующих факторов,
  • устанавливается расход теплоносителя,
  • определяются величины начальной и конечной температуры,
  • определяется тепловая нагрузка,
  • составляется баланс работоспособности системы.

Кроме этого необходимо учитывать степень агрессивного воздействия среды на материал, из которого изготавливается теплообменник, токсичность и физико-химические свойства. Важной частью расчета является определение направления движения теплоносителя.

Наиболее предпочтителен вариант противоточного направления движения, так как это дает возможность повысить тепловую производительность, уменьшив рабочую поверхность оборудования.

При противоточном движении перепады температур в теплоносителях увеличиваются, уменьшается расход энергии. Порядок расчета производительности теплообменников считается сложной технической задачей, поэтому для того чтобы изготовить теплообменник типа «труба в трубе» своими руками, потребуется не только желание, но и достаточно большой багаж профессиональных знаний.

Составляющие

Они получили такое распространение во многих сферах промышленности, так как функциональностью конструкции. Аппарат включает в себя несколько элементов, которые расположены близко друг к другу. Каждый из элементов состоит из наружной большой и внутренней маленькой трубы, они соединены последовательно. Для того, чтобы иметь возможность очищать их, их соединяют съемными калачами. Благодаря сечению поперечного типа в теплообменнике достигается достаточно высокая скорость движения теплоносителя. Если количество теплоносителя большое, то теплообменник должен состоять из секций, которые находятся параллельно, к тому же они присоединяются к коллекторам общего назначения.

Плюсы и минусы конструкции

Теперь давайте перейдем непосредственно к выявлению положительных и отрицательных характеристик выбранного нами теплообменника:

Промышленные агрегаты используют как для нагрева окружающей среды, так и для ее охлаждения

Преимущества

Основываясь на особенностях конструкции, можно выделить несколько существенных качеств:

  • Гарантируется стабильная транспортировка теплоносителя по трубам, ведь как мы указали ранее, объем движущейся жидкости легко регулируется используемыми трубами. Причем диаметры изделий можно редактировать непосредственно во время монтажа отопительной системы. (См. также статью Разводка труб отопления: особенности. )
  • Опять-таки вышеуказанная особенность про возможность частичного демонтажа порождает несомненный плюс – чистка системы отопления занимает всего несколько часов.

К сведению! Подобные конструкции теплообменников отличаются простотой в уходе, нет нужды в профилактических действиях в том объеме, в котором рекомендуют аварийные службы. Достаточно изредка добавлять специальные средства, счищающие налет с внутренних стенок трубопровода.

Таблица того, как зависит расход используемого топлива от «засоров»

  • Допускается использование любого теплоносителя: вода, пар, газообразные среды и вязкое топливо. Все зависит от того, какой вариант наиболее подходит для вас и вашего загородного дома, решающим фактором становится именно цена топлива.

Недостатки

А теперь укажем на отрицательные качества, которые порождаются теми же особенностями выбранной конструкции:

  • Из-за размещения канала теплообменник внутри трубопровода увеличиваются габариты системы, так как минимальный используемый диаметр 100 мм. Можно, конечно, установить более узкие трубы, но это неблагоприятно скажется на пропускной способности.
  • К недостаткам можно отнести высокую стоимость сооружения, это связано с несколькими факторами: Необходимость использования наемных рабочих для установки системы.
  • Увеличенный расход материалов для сооружения отопительного трубопровода.
  • Расчет теплообменника труба в трубе также лучше доверить специалистам, а за это придется доплатить.

Готовые проекты отопительных систем можно также найти и в интернете, только необходимо подставить нужные параметры и произвести расчет исходя из полученных данных

Но если вы все же хотите немного сэкономить, то следующий раздел поможет в этом.

Особенности проектирования конструкции

Правильные расчеты и подробный чертеж – залог положительного и эффективного результата.

Если ваш бюджет не позволяет обратиться в специальные организации, и вы будете заниматься данным процессом самостоятельно, то инструкция такова:

  • Определите материал, который будет служить основой для конструкции – именно от него зависит эффективность и ассортимент используемого топлива.
  • Расчет полезной площади теплообменника в зависимости от площади, которую необходимо отопить. Вы должны понимать, чем больше габаритов «внутренних» труб, тем и больше тепла будет поступать в помещение.
  • Прочность используемых материалов, которые должны гарантировано эксплуатировать в течение нескольких десятков лет.
  • Учесть гидравлические характеристики системы, которая осуществляет транспортировку топлива для отопления.
  • Обойти все коммуникации, чтобы не при монтаже, не при каких-то непредвиденных обстоятельствах они не пострадали.
  • Уделить особое внимание оконным проемам и входной двери, которые являются основными источниками холода и потери тепла.

К сведению! Не забывайте, что продолжительная трубопроводная система отопления обладает небольшим недостатком – постепенно температура теплоносителя будет снижаться.

Теперь остается готовый чертеж теплообменника труба в трубе показать рабочим, которые займутся сваркой системы и дожидаться готового результата. А в это время определиться с выбором бригады, которая будет производить монтаж конструкции. (См. также статью Однотрубная система отопления: особенности.)

На фото – вариант готового изделия, используемого на промышленных объектах

Вывод

Труба в трубе – как видите, теплообменник весьма эффективный и способен создать благоприятную среду в вашем доме для проживания. Из существующих недостатков только один можно назвать существенным – габариты конструкции, поскольку придется заранее спланировать ниши и место для прокладки системы. Это будет проблематично в уже готовом жилом помещении, так как придется перекраивать обжитой интерьер.

В представленном видео в этой статье вы найдете дополнительную информацию по данной теме.

Понравилась статья? Подписывайтесь на наш канал Яндекс.Дзен

Теплообменные аппараты и оборудование

Техническое описание

Материалы

Используются материалы по стандартам EN и ASME для деталей под давлением согласно EN 1024 Cert. 3.1.

Основной материал – углеродистая сталь, для оребрения труб – алюминий.

Термообработка

После сварочных работ все детали из углеродистой стали подвергаются термообработке, если это обусловлено стандартом.

Поверхностная обработка

Все конструкционные элементы подвергаются гальванизированию согласно спецификации производителя. Конструкции из углеродистой стали подвергаются пескоструйной обработке. Глубоко проникающая гальванизация выполняется согласно стандарта EN 1461. Электрические двигатели, вентиляторы и пр. окрашиваются согласно стандарту производителя.

Минимальная/максимальная расчетная температура металла для деталей под давлением: -39 / +30 ºС.

Для деталей не под давлением используется материал согласно EN 1993-1-10.

Классификация зоны: не опасная.

Категория коррозионности: ISO 12944-2: C3.

Тип присоединения труб к трубной доске: обварка.

Электрические двигатели

Исполнение: не взрывобезопасное

Класс защиты: IP 55

Частотные преобразователи

Предусмотрены для 50% электрических двигателей.

Вентиляторы

Лопасти изготовлены из усиленного материала алюминий/пластик с ручной регулировкой шага.

Уровень шума

Не превышает 85 ± 2 дБА на расстоянии 1 м и на высоте 1,5 м от поверхности.

Внешняя рециркуляция

Применяется.

Жалюзи

Верхние, входные и рециркуляционные жалюзи с пневматическим приводом.

Змеевик водяного подогревателя

Размещается на отдельной раме. Каждый подогреватель размещен под трубным пучком.

Вибрационные выключатели

Каждый вентилятор укомплектован вибрационным выключателем.

Стальные конструкции

Включают опоры, стержни, водоотводящие камеры. Комплектный пол для рециркуляции не входит в объем поставки.

Сетчатая защита

Сетчатая защита вентиляторов, вращающихся деталей.

Запасные части

Запасные части для сборки и запуска

  • Крепеж для стальных конструкций: 5%
  • Крепеж для крышек плит коллекторов: 2%
  • Прокладки для воздушника, дренажа: 2 шт. каждого типа
  • Крепеж для штуцеров воздушника и дренажа: 1 комплект каждого типа

Запасные части на 2 года эксплуатации (опционально)

  • Ремни: 10% (минимум 1 комплект каждого типа)
  • Подшипники: 10% (минимум 1 шт. каждого типа)
  • Прокладки для воздушника, дренажа: 2 шт. каждого типа
  • Крепеж для воздушника и дренажа: 2 комплекта каждого типа

Специальный инструмент

  • Один датчик уровня для установки шага лопастей вентилятора
  • Один комплект для ремонта оребрения

Техническая документация на русском языке (2 экз. + CD диск)

Для согласования рабочей документации:

  • Чертеж общего вида, включая нагрузки
  • Электрическая схема
  • Спецификация оборудования
  • План тестовых проверок

С оборудованием:

  • Основная документация о тестовых проверках согласно стандартов, кодов и других требований
  • Инструкция по эксплуатации
  • Комплексное описание агрегата

Тестовая и инспекционная документация:

  • План тестовых проверок на каждую позицию
  • Внутрицеховая инспекция
  • Гидростатический тест
  • Сертификаты на материалы
  • Паспорт сосуда давления
  • Инспекция TUV

Отгрузочная информация:

  • Трубный пучок полностью собран и протестирован
  • Змеевик теплофикационной воды полностью собран
  • Жалюзи полностью собраны
  • Водоотводящие камеры отдельными частями
  • Рециркуляционные жалюзи с плитами отдельными частями
  • Вентиляторы в сборе
  • Стальные конструкции отдельными частями
  • Электрические двигатели, осевые вентиляторы, вибрационные выключатели и запасные части в деревянных ящиках
  • Сборка на площадке с помощью крепежа (без сварки)
Объем поставки

Следующее оборудование и проектная документация включены в объем поставки:

  • Температурные и механические расчеты
  • Трубные пучки с заглушками для воздушника и дренажа
  • Вентиляторы в сборе
  • Электрические двигатели
  • Частотные преобразователи (50/% всех вентиляторов)
  • Вибрационные выключатели (100% всех вентиляторов)
  • Водоотводящие камеры
  • Опорные конструкции
  • Платформы обслуживания для опор и лестниц
  • Система внешней рециркуляции
  • Термодатчики на стороне воздуха
  • Жалюзи на рециркуляции/входе/выходе с пневмоприводом
  • Петли для подъема
  • Заземление
  • Поверхностная обработка
  • Запасные части для сборки и запуска
  • Запасные части на 2 года эксплуатации
  • Специальный инструмент
  • Ответные фланцы, крепеж и прокладки

Следующее оборудование не включено в объем поставки:

  • Услуги монтажа
  • Предварительная сборка
  • Анкерные болты
  • Теплоизоляция и огнезащита
  • Опоры для кабелей
  • Защита от града и камней
  • Платформа для доступа к электрическим двигателям
  • Электрические подогреватели
  • Шкаф управления для частотных преобразователей*
  • Материалы для электрического монтажа*
  • Соединения для датчиков давления и температуры*
  • Входные и выходные коллекторы, соединительные трубопроводы и фитинги*

* Оборудование может быть поставлено после согласования с требованиями заказчика

Границы поставки

  • Входные и выходные штуцеры для рабочей среды
  • Штуцеры для теплофикационной воды
  • Воздушные и дренажные штуцеры
  • Клеммные коробки для электрических двигателей
  • Клеммные коробки для частотных преобразователей
  • Клеммные коробки для вибрационных выключателей
  • Пластины для ног

Виды теплообменников, изготовление теплообменника труба в трубе своими силами

Часто в различных технологических процессах возникает необходимость охлаждения или нагрева движущихся газов или жидкостей. В этом случае используется приспособление, имеющее название теплообменника.

Принцип его действия основан на обмене тепловой энергией между жидкостями или газами различной температуры. Нагретый реагент постепенно отдает излишки тепла охладителю. В большинстве агрегатов между ними помещают твердую оболочку, разделяющую среды и обладающую высокой теплопроводностью.

В этом качестве чаще всего применяют металлы. Наибольший коэффициент теплопроводности имеют серебро и медь. Дороговизна первого значительно ограничивает его использование в теплообменниках, достаточная доступность второго определила его лидирующее положение в этой отрасли. Сталь, имеющая теплопроводность в 9 раз ниже, чем у меди и низкую коррозионную стойкость в производстве теплообменников не нашла широкого применения. Кроме металлов в последние годы стал внедряться и графит, имеющий достаточно высокую теплопроводность. Единственное ограничение при его использовании – необходимость дополнительной обработки этого материала для снижения его пористости.

В других конструкциях перегретое вещество отдает свое тепло промежуточному веществу, которое затем отдает накопленное тепло охладителю. Существует и вариант установок, использующих непосредственный контакт нагретой и охлаждающей сред при условии, что они плохо смешиваются между собой или их можно будет в последующем легко разделить.

В настоящее время используется достаточно широкий спектр различных видов конструкций теплообменников. При этом некоторые из них вполне возможно сконструировать своими руками даже без наличия различных специализированных инструментов и особых знаний. Другие же настолько сложны, что рекомендовать их к производству в быту не следует.

Виды теплообменников

Змеевик

Наиболее часто используемый в быту теплообменник получил название «змеевика», представляющего собой спиралеобразную трубку, по которой и перемещается горячая жидкость или пар.

Данную спираль помещают в емкость с двумя отверстиями, расположенными в различных ее торцах. Через них подается холодная жидкость, как правило, вода, и отбирается подогретая.

Значительному повышению скорости течения теплообменных процессов способствует увеличение площади контакта спирально согнутой трубки с охладителем. Достичь этого можно увеличивая количество витков, располагая их параллельно друг другу или в виде отдельных взаимосвязанных спиралей.

Теплообменник типа «труба в трубе»

Данный вид приспособления имеет достаточно компактные размеры – это его преимущество. Кроме этого он хорош при работе под высоким давлением. К недостаткам можно отнести невысокую эффективность.

Принципиальная схема может быть продемонстрирована на прилагаемом рисунке.

В трубу большого диаметра через входное отверстие, расположенное ближе к одному из торцов, подается охлаждаемая жидкость. По центральной трубе слева направо перемещается охлаждающий агент. Благодаря высокой теплопроводности металлов происходит постепенное охлаждение жидкости в трубе большого диаметра и нагрев охлаждающего агента. Таким образом, процесс происходит с постоянной скоростью, а длина труб варьируется в зависимости от свойств охладителя и требуемого коэффициента охлаждения.

Пластинчатые теплообменники

Проблема увеличения площади контакта нагретого и охлаждающего реагентов прекрасно решена в пластинчатых теплообменниках, которые представляют собой наборные кассеты, штампованные из тонколистовых металлов с внутренними проточными каналами. Для большего увеличения площади пластин им придают различную гнутую форму. Существенным недостатком, ограничивающим применение подобных агрегатов, является их низкое сопротивление повышенному давлению охлаждаемой среды.

Изготовление теплообменника «труба в трубе» своими руками

Для самостоятельного изготовления подобного приспособления лучше использовать тонкостенные трубы. Это позволит значительно повысить скорость теплообмена. Ограничением толщины стенок может стать лишь давление жидкости.

Подберите два обрезка труб различного диаметра так, чтобы один свободно входил внутрь другого и между ними существовал зазор не менее 1,5 – 3 мм. на каждую сторону. Длину куска, по которому перемещается охлаждаемая жидкость лучше взять короче, чем тот, по которому будет течь охладитель. На торцах обрезка большого диаметра приварите два Т-образных тройника.

Зафиксируйте сварным швом внутреннюю трубку, а так же присоедините два равновеликих обрезка для подвода и отведения жидкости.

При отсутствии возможности приобретения медных труб возможно использование и стальных аналогов, но рабочие свойства агрегата при этом будут снижены.

Самостоятельная сборка пластинчатого теплообменника с вентилятором

При наличии подходящей кассеты пластинчатого теплообменника не сложно изготовить  бытовой теплообменник — обогреватель. Он может использоваться, например, для передачи тепла от котла отопления (при условии наличия водяной рубашки) воздуху. Для работы приготовьте четыре обрезка многослойной фанеры или ориентированной стружечной плиты.

Соединение стенок корпуса будем осуществлять саморезами с использованием небольшой толщины угловых деревянных брусков.

Размеры готового ящика должны позволять плотно установить в него пластинчатую кассету (радиатор).

Одно дно ящика выполните из основного листового материала и выпилите в нем отверстие, размер которого позволит установить электровентилятор.

На противоположной стороне, на деревянной рамке закрепите два патрубка подходящего диаметра для воздухоотвода.

Уважаемые читатели, если у вас остались вопросы, задавайте их, используя форму ниже. Мы будем рады общению с вами 😉

Рекомендуем другие статьи по теме

Принцип работы и типы кожухотрубных теплообменников

Кожухотрубные теплообменники – это аппараты, предназначенные для передачи тепла между двумя автономными потоками – горячим и холодным. Процесс теплообмена заключается в движении жидкостей в разных полостях,причем преимущественно выбирается противоточная схема движения жидкости. Во время движения жидкости горячая среда предает тепло холодной  через стенки теплообменных труб.

Чтобы купить кожухотрубный теплообменник или узнать цены на кожухотрубный бойлер, звоните по телефону: +7 (800) 555-81-91 или заполните заявку на сайте.

Наши специалисты готовы предоставить полную информацию о технических характеристиках оборудования, а также оказать консультационную поддержку при выборе теплообменника, учитывая требования заказчика, а также условия эксплуатации.

Стоимость кожухотрубного теплообменника

Узнать цену

 

Кожухотрубные теплообменники появились в начале ХХ века и получили свое название из-за тонких теплообменных труб,находящихся в середине основного кожуха,причем их количество влияет на поверхность теплообмена,и,как следствие, эффективность аппарата. Их разработка была связана с потребностью в аппаратах с высоким показателем производительности и способностью работать при высоком давлении. Изначально применялись на тепловых станциях, затем – как компоненты испарителей и нагревателей в нефтепромышленности. Зачастую аппараты работали с загрязненными средами,что способствовало конструировать их так,чтобы обеспечить легкость ремонта и очистки.   

С годами кожухотрубные теплообменники стали наиболее широко применяемым типом аппаратов. Это обусловлено прежде всего надежностью конструкции, большим набором вариантов исполнения для различных условий эксплуатации, в частности:

  • однофазные потоки, кипение и конденсация по горячей и холодной сторонам теплообменника с вертикальным или горизонтальным исполнением

  • диапазон давления от вакуума до высоких значений

  • в широких пределах изменяющиеся перепады давления по обеим сторонам вследствие большого разнообразия вариантов

  • удовлетворение требований по термическим напряжениям без существенного повышения стоимости аппарата

  • размеры от малых до предельно больших (5000 м2)

  • возможность применения различных материалов в соответствии с требованиями к стоимости, коррозии, температурному режиму и давлению

  • использование развитых поверхностей теплообмена как внутри труб, так и снаружи, различных интенсификаторов и т. д.

  • возможность извлечения пучка труб для очистки и ремонта

Сегодня это самые распространенные агрегаты с промышленным и бытовым назначением.

Устройство кожухотрубного теплообменника

Кожухотрубный теплообменник состоит из:

  • распределительной камеры,с патрубками входа и выхода среды;

  • кожух(корпус) теплообменника с патрубками входа и выхода среды;

  • теплообменные трубки;

  • трубные решетки;

  • задняя(разворотная) камера

 

Конструкция кожухотрубчатого теплообменника:

Теплообменник дополнительно оснащается опорами, позволяющими расположить его горизонтально, и монтажными креплениями.

Принцип действия

Принцип работы кожухотрубчатого теплообменника простой. Агрегат разделяет носители, внутри устройства не происходит смешивание продуктов. Тепло передается по трубкам, которые находятся между теплоносителями. Один из них помещен внутри труб, другой подается в межтрубный участок под давлением. Энергоносители могут различаться по своему агрегатному состоянию – газообразному, парообразному или жидкостному.

Чтобы купить кожухотрубный теплообменник или узнать цены на кожухотрубный бойлер, звоните по телефону: +7 (800) 555-81-91 или заполните заявку на сайте.

Наши специалисты готовы предоставить полную информацию о технических характеристиках оборудования, а также оказать консультационную поддержку при выборе теплообменника, учитывая требования заказчика, а также условия эксплуатации.

Стоимость кожухотрубного теплообменника

Узнать цену

Виды и типы кожухотрубных теплообменников

Диаметр теплообменников может быть в пределах 159-3000 мм, длиной-от 0,1 до десятков метров. Максимальный уровень давления – 160 кг/см2. Существуют следующие типы установок:

  1. Со встроенными трубчатыми решетками. Конструктивно предусмотрена жесткая сцепка всех составляющих частей. Эти аппараты используются преимущественно в нефте- и химической промышленности. На их долю приходится три четверти рыночного предложения. Для данного вида характерны приваренные к внутренней стороне корпуса решетки труб и прочно скрепленные с ними трубки. Такая фиксация не дает составляющим компонентам сдвигаться внутри корпуса.
  2. С температурным компенсатором. Кожухотрубный теплообменник путем продольного сжатия или с помощью особых упругих вставок в расширителях  возмещает удлинение от тепла. Устройство является полужестким.
  3.   С плавающей головкой. Таким термином называется подвижная решетка, перемещаемая по системе совместно с крышкой. Агрегат стоит дороже, но он усовершенствован и надежен.
  4. С изогнутой формой (U-образной). В конструкции два конца приварены к одной решетке с поворотом на 180 градусов и радиусом от 4 диаметров трубы, благодаря чему кожухотрубные теплообменники имеют свободно удлиняющиеся трубы.
  5. С комбинированным наполнением. Оборудованы компенсатором и встроенной плавающей головкой.

Исходя из направления передвижения, агрегаты делятся на виды:

  1. Одноточные.

  2. Противоточные.

  3. Перекресточные.

Аппараты бывают одноходовые и многоходовые. В первом варианте наполнитель перемещается по короткой траектории, пример – водонагреватель ВВП, применяемый в отопительных системах. Он подходит для зон, где не принципиальна величина теплообмена (разница температур окружающей среды и теплоносителя минимальна). Второй вид оснащен поперечными или продольными перегородками, обеспечивающими перенаправление потоков носителя. Многоходовые устройства используются в местах, где важна высокая скорость теплообмена.

Эксплуатационные характеристики

К достоинствам трубчатоготеплообменника можно отнести отличный показатель эксплуатационного срока. Для долгой и стабильной службы устройства требуется своевременно проводить техобслуживание. Как правило, трубы агрегата заполняют нефильтрованной жидкостью, что приводит к их закупорке и нарушает работу всей системы. Трубки требуется прочищать, а остальные элементы – промывать.

Если необходим ремонт, обязательным этапом идет диагностика. В процессе выявляются ключевые проблемы. Наиболее уязвимая часть агрегата – трубы, они чаще всего подвержены повреждениям.  

Преимущества :

  • повышенная стойкость к гидроударам, что выгодно отличает устройства от аналогов;

  • способность функционировать в условиях, далеких от идеальных, с использованием сильно загрязненных веществ;

  • простота эксплуатации, механическая чистка и техническое обслуживание не представляют трудностей для персонала;

  • хорошая ремонтопригодность.

Последнее качество особенно ценно, если сравнивать кожухотрубчатый аппарат с пластинчатым. Пластинчатые установки имеют в конструкции сложные прокладки и чаще подвержены засорению ввиду небольшого поперечного сечения проточных каналов. После каждой чистки аппарата уплотнения меняют, что выходит довольно дорого. Форма прокладок кожухотрубных теплообменников более простая, это облегчает замену. По количеству их нужно меньше.

Кроме того, пластинчатые варианты не пригодны к применению в зонах с жесткой водой или там, где не исключены механические частицы. Кожухотрубные изделия не настолько требовательны, они могут работать даже с морской водой и агрессивными жидкостями.

Недостатки :

  • низкий, по аналогии с пластинчатыми, коэффициент полезного действия. На этот показатель влияет меньшая площадь теплопередающей поверхности;

  • большие габариты. Из-за этого цена аппарата выше, равно как и расходы на его эксплуатацию;

  • теплоотдача сильно зависима от скорости движения жидкости.

Несмотря на перечисленные недостатки, кожухотрубные теплообменники прочно заняли свое место на рынке. Они все так же популярны и пользуются повышенным спросом.

Область применения

Основные потребители кожухотрубных теплообменников с бытовой точки зрения – жилищно-коммунальные хозяйства. Они применяют агрегаты в составе инженерных сетей. Широко используют изделия теплосети для поставки в жилые дома горячей воды. Если есть возможность, имеет смысл сделать индивидуальный тепловой пункт, он значительно эффективнее, чем централизованная магистраль.

Кожухотрубные подогреватели нашли применение в нефтедобывающей отрасли, химической и газовой промышленности,в сфере теплоэнергетики. Не обошли их своим вниманием пивное и пищевое производство. Но больше всего востребованы теплообменники в как конденсаторы, утилизаторы тепла отработанных газов и подогреватели.

ООО «НЗТО» выпускает изделия, которые характеризуются малой чувствительностью к перепадам температур и давления, не имеют ограничений по рабочим средам. Мы изготавливаем продукцию заданных размеров, горизонтальной или вертикальной ориентации, разных диапазонов рабочего давления и материалов.

Перейти в фотогалерею

Чтобы купить кожухотрубный теплообменник или узнать цены на кожухотрубный бойлер, звоните по телефону: +7 (800) 555-81-91 или заполните заявку на сайте.

Наши специалисты готовы предоставить полную информацию о технических характеристиках оборудования, а также оказать консультационную поддержку при выборе теплообменника, учитывая требования заказчика, а также условия эксплуатации.

Стоимость кожухотрубного теплообменника

Узнать цену

Что такое двухтрубный теплообменник: типы. Принципы работы

Двухтрубные теплообменники- Теплообменники представляют собой устройства, которые передают или обменивают тепло между двумя жидкостями без смешивания и включают различные типы в зависимости от конструкции, области применения, необходимого пространства и потоков жидкости в системе. Все теплообменники имеют барьер, который разделяет жидкости и обеспечивает одновременную передачу тепла. Двухтрубный теплообменник является одним из основных типов теплообменников с очень гибкой конфигурацией.Для этого типа существует два типа противотока или параллельного потока, которые являются основой проектирования и расчета для определения размера трубы, длины и количества изгибов. В этой статье мы рассмотрим различные аспекты двухтрубных теплообменников.

⇒ Посмотреть список теплообменников на продажу и их поставщиков ⇐

Двухтрубные теплообменники

В двухтрубных теплообменниках у нас есть большая труба с маленькой трубой внутри концентрически, и все тепло процесс передачи происходит внутри большей трубы.Одна жидкость течет по внутренней части небольшой трубы, а другая жидкость находится между двумя трубами, и таким образом внутренняя труба действует как проводящий барьер. Внешняя сторона или сторона оболочки включает поток жидкости, проходящий по внутренней стороне или стороне трубы.

Этот тип теплообменника известен как шпилька, труба с рубашкой, U-образная труба с рубашкой и теплообменник типа «труба в трубе». Они могут содержать одну трубу или пучок труб (менее 30), а наружная труба должна иметь диаметр менее 200 мм. В некоторых случаях для увеличения скорости теплообмена между рабочими телами во внутренней трубе имеются продольные ребра.

Спецификация и применение

Одним из простейших теплообменников является двухтрубный теплообменник. На рис. 1 представлена ​​схема этого типа, и, как показано, одна труба или оболочка находится внутри другой. Благодаря простому дизайну у покупателя есть из чего выбирать. На рынке доступно множество нестандартных теплообменников для удовлетворения потребностей промышленности и проектов в различных областях применения. Лучше использовать этот тип в маломощных приложениях, когда площадь теплообмена не превышает 45 квадратных метров.

Рис.1. Схема для двухтрубных теплообменников (ссылка: thomasnet. com )

При использовании этого теплообменника следует учитывать типы жидкостей в вашей системе. Вязкая жидкость должна использоваться в межтрубном пространстве из-за гораздо большего пространства, доступного для потока. В результате, если вы используете пар в качестве жидкости в теплообменнике, лучше использовать трубы для потока.

Спецификации проекта должны быть определены до выбора подходящего теплообменника. Также должны быть определены температуры на входе и выходе и требуемая теплопередача.Предоставление этой информации облегчает вам и поставщику представление доступных теплообменников на рынке или разработку подходящих пар труб для вас. Как обсуждалось ранее, конструкция двухтрубных теплообменников проста и модульна, но вы должны знать, что вы заплатите высокую цену за теплообменник, увеличив площадь поверхности.

Области применения двухтрубных теплообменников многочисленны, и их трудно охватить все, и все из-за практичности, элегантности и простоты конструкции. Вот некоторые из них:

  • Котлы и компрессоры, так как они имеют высокие температуры и давления
  • Охлаждение и обогрев в технологических системах
  • Нефтепереработка
  • Охлаждение
  • Очистка сточных вод

и вы не ищете сложный теплообменник, попробуйте двухтрубные теплообменники для вашего проекта.

Типы двухтрубных теплообменников

Двухтрубные теплообменники можно разделить на категории в зависимости от направления потока.В этих обменниках могут быть развернуты параллельный поток и встречный поток, и все дело в расположении входов и выходов. Выбор параллельного и противотока влияет на теплопередачу и падение давления в системе, кстати в некоторых приложениях нужно выбирать одно из другого.

Противоточные двухтрубные теплообменники

Лучшей конструкцией для двухтрубных теплообменников является противоточный. В этой модели теплообменник имеет оптимальный коэффициент теплопередачи и может охлаждать или нагревать выходы по нашему желанию.

На рис. 2 показано расположение впускных и выпускных отверстий. Как показано в этом типе, потоки текут в противоположном друг другу направлении, и в конце в обеих головках мы имеем максимальную разницу температур между жидкостями. Изучите схему противотока и считайте, что жидкость 1 горячая, а жидкость 2 холодная. Температура холодной стороны на выходе (T 2out ) позволяет получить температуры, близкие к T 1in , а как известно, эта температура больше, чем T1out.В этом типе температура комовой жидкости может быть больше, чем на выходе из горячей стороны, а в параллельном — невозможно.

Рис.2. Схема двухтрубных противоточных теплообменников (ссылка: Brighthubengineering.com )

Параллельные теплообменники Двухтрубные теплообменники

Параллельные теплообменники — это тип, при котором входы и выходы находятся в одной головке. Теплоотдача меньше, чем у противотока, а КПД низкий; однако в некоторых приложениях мы должны выбрать этот тип.

Рис.3. Схема двухтрубных противоточных теплообменников (ссылка: Brighthubengineering.com )

Преимущества и недостатки двухтрубных теплообменников

Двухтрубные теплообменники имеют одну из самых простых конструкций, и, как следствие, их легко быть изготовлены и отремонтированы. Все устройства имеют некоторые преимущества и недостатки, и здесь мы покажем вам, подходят ли двухтрубные теплообменники для вашего применения или нет.

Преимущества двухтрубных теплообменников

Этот тип теплообменника имеет ряд уникальных преимуществ по сравнению с другими сложными теплообменниками. Основные преимущества двухтрубных теплообменников перечислены ниже:

  • Вы можете обеспечить хорошую эффективность при меньших капитальных затратах.
  • Они малы по сравнению с кожухотрубными и не требуют много места для обслуживания, при этом теплообмен приемлем.
  • Поскольку они очень популярны, все детали стандартизированы, что делает ремонт и техническое обслуживание очень простыми.
  • Гибкая конструкция позволяет легко добавлять и снимать другие детали.
  • Этот тип теплообменника можно использовать при высоком давлении и температуре.
  • Конструкция теплообменника допускает большее тепловое расширение без компенсатора.

Подробнее о Linquip

Недостатки двухтрубных теплообменников

Вы должны знать о недостатках этого типа и его конструкции, таких как:

конструкций и не могут быть использованы в некоторых приложениях.Это не означает, что их нельзя использовать в параллельном потоке.

  • Они имеют ограничения по теплопередаче, а не сложную конструкцию, и их следует использовать при низких тепловых нагрузках.
  • Утечки в этом типе случаются чаще (в паре с большим количеством агрегатов)
  •  

    Конструкция двухтрубного теплообменника

    Зная некоторые характеристики двухтрубных теплообменников и ваши требования, проектирование можно выполнить простым нагревом уравнение переноса, как показано ниже:

    Q=UA\bigtriangleup T_{lm}

     

    где:

    Q — скорость теплопередачи между жидкостями, U — коэффициент теплопередачи в системе, A — поверхность тепла перенос, а \bigtriangleup T_{lm} — среднелогарифмическая температура (можно рассчитать, зная температуру на входе и выходе флюидов).

    Зная требуемую площадь теплообмена, мы можем подобрать диаметр и длину как внутренней, так и внешней трубы. В конце можно выбрать длину прямой части и количество изгибов.

    Заключение

    Двухтрубные теплообменники представляют собой простейший тип теплообменников, пригодных для применения в условиях высоких температур и давлений. Их легко ремонтировать, а благодаря простой конструкции они широко используются во многих приложениях и являются лучшим выбором для многих проектов.Их можно использовать в двух типах противотока, а параллельный поток зависит от приложения, и конструкция этого типа проста.

    Купите оборудование или запросите услугу

    Используя Linquip RFQ Service, вы можете рассчитывать на получение предложений от различных поставщиков из разных отраслей и регионов.

    Щелкните здесь, чтобы запросить коммерческое предложение от поставщиков и поставщиков услуг

     

    Все о двухтрубных теплообменниках

    Теплообменники являются основным инструментом, используемым почти во всех отраслях промышленности, и не зря.

    Эти устройства передают или «обменяют» тепло между двумя потоками (жидкостью или газом) через проводящий барьер без их физического смешивания. Это тепло представляет собой форму энергии, и инженеры разработали системы, в которых теплообменники используются для эффективной передачи энергии между путями. Теплообменники бывают разных видов, потому что существует много разных способов достижения этой теплопередачи; в этой статье будет освещен двухтрубный теплообменник, одна из самых простых, но гибких конфигураций.Сначала мы рассмотрим, что делает теплообменник двухтрубной конструкцией, как они осуществляют передачу энергии и каковы основные преимущества и области применения такой конструкции.

    Что такое двухтрубные теплообменники?

    Рис. 1: Пример двухтрубного теплообменника в реальной жизни; обратите внимание на маленькие трубки на поворотах и ​​большие трубки на прямых.

    Изображение предоставлено: https://jcequipments. com/double-pipe-heat-exchanger.html

    Целью любого теплообменника является обеспечение взаимодействия двух потоков на некотором проводящем барьере, где этот барьер физически разделяет потоки, но позволяет передавать тепловую энергию.Чтобы получить общее представление о принципах, лежащих в основе этих конструкций, прочитайте нашу статью о теплообменниках, в которой рассматривается теория этих устройств.

    Теплообменник с двойной трубой в своей простейшей форме представляет собой одну трубу, расположенную концентрически внутри большей трубы (отсюда и название «двойная труба»). Внутренняя труба действует как проводящий барьер, где одна жидкость течет через эту внутреннюю трубу, а другая обтекает ее через внешнюю трубу, образуя кольцевую форму. Внешний поток, или поток со стороны оболочки, проходит над внутренним потоком, или потоком со стороны трубы, что вызывает теплообмен через стенки внутренней трубы.Их также часто называют шпильками, трубами с рубашкой, U-образными трубками с рубашкой и теплообменниками «труба в трубе». Внутри они могут содержать одну трубу или пучок труб (аналогично кожухотрубным теплообменникам), но пучок должен состоять из < 30 труб, а наружная труба должна быть < 200 мм в диаметре, иначе теплообменник соответствует другой конструкции (см. нашу статью о кожухотрубных теплообменниках для получения дополнительной информации). Во внутренней трубе (трубах) также могут использоваться продольные ребра, которые дополнительно увеличивают теплопередачу между двумя рабочими жидкостями.

    Как работают двухтрубные теплообменники?

    Рисунок 2: упрощенная схема, показывающая работу двухтрубных теплообменников. Обратите внимание, как внутренняя жидкость (синяя) движется слева направо, а внешняя жидкость (серая) движется справа налево.

    Изображение предоставлено: Ченгель, Юнус А. и Афшин Дж. Гаджар. Тепломассоперенос: основы и приложения. Нью-Йорк: McGraw-Hill, 2011. Печать.

    Изучите рис. 2. Более горячий поток проходит через внутреннюю трубу, в то время как внешняя оболочка содержит холодный поток (обратите внимание, что это не всегда так). Двухтрубный теплообменник работает по принципу теплопередачи, когда тепло от одного потока передается через внутреннюю стенку трубы, изготовленную из проводящего материала, такого как сталь или алюминий. Двухтрубный теплообменник часто используется в противотоке, когда его жидкости движутся в противоположных направлениях (как показано выше). Настоящий противоток достигается в двухтрубных теплообменниках благодаря концентрическим трубам, и конструкторы используют это преимущество для увеличения коэффициента теплопередачи системы. Их также можно использовать в параллельном потоке, когда обе жидкости движутся в одном направлении, но противоток часто является наиболее термически эффективным режимом.

    Двухтрубные теплообменники могут работать при высоких давлениях и высоких температурах, поскольку они способны свободно расширяться и имеют прочную и простую конструкцию. Они также могут испытывать перепад температур в противотоке, когда температура на выходе холодного потока ( T c,out ) становится выше, чем температура на выходе горячего потока ( T h,out ). Это может быть или не быть преимуществом в определенных приложениях, но это заслуживает внимания, поскольку некоторые другие конструкции, такие как пластинчатый теплообменник, обычно не могут обеспечить температурный переход.

    Двухтрубный теплообменник представляет собой небольшую модульную конструкцию, наиболее удобную в тех случаях, когда обычные кожухотрубные теплообменники слишком велики или слишком дороги для использования. Двухтрубные теплообменники могут быть соединены последовательно или параллельно для увеличения скорости теплопередачи через систему без каких-либо осложнений. Кроме того, добавление ребер и создание U-образных изгибов может еще больше увеличить теплопередачу, делая эти устройства универсальными, простыми в ремонте и модернизации и весьма эффективными в своей работе.

    Преимущества и недостатки пластинчатых теплообменников

    Благодаря простой конструкции двухтрубный теплообменник является одним из самых простых в изготовлении, дополнении и ремонте. У них есть некоторые уникальные преимущества по сравнению с некоторыми более сложными конструкциями теплообменников, а также некоторые важные недостатки, поэтому эта статья покажет покупателям, когда им следует и не следует рассматривать возможность использования одной из этих систем:

    Ниже приведен список основных преимуществ использования двухтрубного теплообменника:

    • Они хорошо выдерживают как высокое давление, так и высокие температуры
    • Их детали были стандартизированы из-за их популярности, что упрощает поиск и ремонт деталей
    • Это одна из самых гибких конструкций, позволяющая легко добавлять/удалять детали
    • Они имеют небольшие габариты, не требуют места для обслуживания, но при этом обеспечивают хорошую теплопередачу

    Однако важно понимать недостатки такой конструкции, к которым относятся:

    • Они имеют более низкие тепловые нагрузки, чем другие, более крупные конструкции
    • Несмотря на то, что их можно использовать в параллельном потоке, они чаще используются только в противоточных режимах, что ограничивает некоторые приложения
    • Возможна утечка, особенно в сочетании с большим количеством устройств
    • Трубки легко загрязняются, и их трудно очистить без разборки всего теплообменника
    • Если есть бюджет и место для кожухотрубного теплообменника, то двухтрубная конструкция часто является менее эффективным методом теплопередачи

    Технические характеристики, критерии выбора и области применения

    Двухтрубный теплообменник, как показано выше, возможно, является самым простым теплообменником в промышленности. В результате существует множество вариантов для покупки, или они могут быть изготовлены на заказ в соответствии с конкретными потребностями проекта. Они наиболее полезны для приложений с малой производительностью, когда общая площадь поверхности теплопередачи составляет < 500 квадратных футов, поскольку более рентабельно на единицу площади поверхности использовать другую конструкцию, превышающую эту площадь.

    При указании двухтрубного теплообменника для проекта учитывайте используемые рабочие жидкости. При использовании двух разных жидкостей более порочная из двух будет лучше работать в потоке со стороны раковины, так как у нее больше пространства для течения.Если используется пар, подумайте о том, чтобы пропустить его через трубный поток, так как он будет лучше течь в меньшем объеме. Затем определите требуемую теплопередачу между двумя потоками, желаемую температуру на выходе и любые другие параметры, относящиеся к конкретному проекту. Зная эту информацию, поставщик может помочь совместить ваши потребности с подходящим теплообменником на рынке. Важно знать, что, хотя конструкции с двумя трубами являются модульными и простыми, они становятся дороже по мере увеличения площади поверхности, поэтому рассмотрите свои варианты.

    Трудно охватить все области применения двухтрубных теплообменников. Чтобы назвать лишь некоторые из них, они популярны в приложениях с высоким давлением и температурой, таких как котлы и компрессоры, а также для физического нагрева и охлаждения в технологических системах. Их можно найти в самых разных областях: от переработки нефти до охлаждения, очистки сточных вод и отопления помещений, поэтому очевидно, что возможности такого полезного и элегантного дизайна безграничны. Если пространство ограничено, а простота имеет первостепенное значение, рассмотрите возможность использования двухтрубного теплообменника.

    Резюме

    В этой статье представлено понимание того, что такое двухтрубные теплообменники и как они работают. Для получения дополнительной информации о сопутствующих продуктах обратитесь к другим нашим руководствам или посетите платформу поиска поставщиков Thomas, чтобы найти потенциальные источники поставок или просмотреть сведения о конкретных продуктах.

    Источники:
    1. https://www.brighthubengineering.com/hvac/64548-double-pipe-heat-exchanger-design/
    2. http://www.thermopedia.com/content/705/
    3. https://www.che.utah.edu
    4. https://jcequipments.com/double-pipe-heat-exchanger.html
    5. http://web.iitd.ac.in/~pmvs/courses/mel709/classification-hx.pdf

    Прочие теплообменники Артикул

    Больше из технологического оборудования

    Что такое двухтрубный теплообменник?

    Теплообменник представляет собой механическое устройство, которое обменивает или передает тепло между двумя несмешанными жидкостями. Теплообменники бывают разных типов в зависимости от требований к пространству, области применения, конструкции и потока жидкости внутри системы.Все теплообменники содержат различные барьеры, которые разделяют жидкость и одновременно передают тепло. Двухтрубный теплообменник является наиболее известным типом теплообменника, который имеет очень гибкую конфигурацию. Самая простая форма двухтрубного теплообменника, доступного в настоящее время, имеет небольшую трубу, окруженную другой большой трубой. В этой статье в основном описываются различные аспекты двухтрубного теплообменника.

    Что такое двухтрубный теплообменник?

    Двухтрубный теплообменник представляет собой тип теплообменника, который состоит из концентрических труб , разделенных механическим затвором .

    Название этого теплообменника означает, что он использует две трубы для теплообмена между двумя жидкостями . По одной трубе идет горячая жидкость, а по другой трубе холодная жидкость. Этот теплообменник также называют U-образной трубой с рубашкой, трубой с рубашкой, шпилькой и теплообменником типа «труба в трубе».

    Двухтрубный теплообменник имеет небольшую трубу, окруженную другой большой трубой. Одна жидкость течет внутри малой трубы, а другая жидкость движется по кольцевому пространству между двумя трубами.

    Внутренняя стенка маленькой трубы является поверхностью теплопередачи. Весь процесс теплопередачи происходит в большой трубе. Таким образом, внутренняя труба работает как токопроводящий барьер. Внешняя сторона содержит поток жидкости через трубную сторону или внутри.

    Этот теплообменник может иметь одну трубу или пучок труб (но менее 30 труб). Большая труба имеет диаметр менее 200 мм. В некоторых условиях внутренняя труба имеет вертикальные ребра для улучшения коэффициента теплопередачи между рабочими жидкостями.

    Двухтрубные теплообменники используются для небольших площадей теплопередачи (например, 14 м 2 ). Последовательное соединение для увеличения площади теплопередачи требует больше места и большего количества аксессуаров, что приводит к более высоким потерям давления. Кроме того, невозможно увеличить количество проходов жидкости с обеих сторон.

    Этот теплообменник не подходит для грязных жидкостей, потому что грязная жидкость забивает его, а очистка этого теплообменника очень сложна. Основным преимуществом двухтрубного теплообменника является простота эксплуатации и простота конструкции.

    Стоимость конструкции двухтрубного теплообменника относительно низкая и требует минимального обслуживания. Эти теплообменники лучше всего подходят для ощутимого охлаждения или обогрева в условиях высокого давления и высоких температур.

    Спецификация двухтрубных теплообменников

    Двухтрубный теплообменник является одним из самых простых типов теплообменников. На приведенной ниже схеме показан этот теплообменник. Как показано на диаграмме ниже, одна оболочка или трубка окружена другой оболочкой или трубкой.

    Эти типы кожухотрубных теплообменников имеют простую и понятную конструкцию, что дает клиентам широкий выбор вариантов выбора теплообменника в соответствии с их требованиями. На рынке существует множество нестандартных теплообменников, разработанных в соответствии с требованиями различных отраслей и проектов.

    Двухтрубный теплообменник рекомендуется для использования в небольших установках. Они используются для передачи тепла на небольших площадях (например, менее 45 квадратных метров).

    Для использования этого теплообменника вы должны знать типы жидкостей в вашей системе. Из-за большого пространства потока со стороны оболочки вы должны использовать только вязкие жидкости со стороны оболочки. Поэтому при использовании пара в качестве рабочего тела в теплообменнике для подачи лучше всего использовать трубы.

    Перед выбором подходящего теплообменника необходимо определить характеристики или условия вашего проекта. Вы также должны определить температуру на выходе и входе, а также желаемую скорость теплопередачи.Обладая этой информацией, вам и вашему продавцу будет проще представить вам имеющиеся в продаже теплообменники и спроектировать правильную пару трубок для вашего теплообменника.

    Как упоминалось выше, двухтрубный теплообменник имеет модульную и простую конструкцию, но вы должны иметь в виду, что увеличение площади поверхности увеличивает стоимость теплообменника.

    Простыми словами, если вы хотите купить теплообменник для передачи тепла на большой площади, вам придется заплатить высокую цену за такой теплообменник.

    Читайте также: Работа пластинчатого теплообменника

    Типы двухтрубных теплообменников

    Двухтрубный теплообменник делится на несколько типов в зависимости от расхода жидкости. Двухтрубный теплообменник бывает двух основных типов:

    1. Противоточный теплообменник
    2. Параллельный теплообменник

    1) Противоточный двухтрубный теплообменник

    Противоточный теплообменник является одним из двухтрубных теплообменников.В противоточном теплообменнике направление потока одной рабочей жидкости противоположно направлению потока другой рабочей жидкости.

    В этой конструкции теплообменник имеет самую высокую скорость теплопередачи, и мы можем легко нагревать или охлаждать выходы в соответствии с нашими требованиями.

    На приведенной выше схеме показано расположение выхода и входа. Как показано на схеме, жидкости текут в противоположных направлениях, и жидкости имеют максимальную разность температур на концах обеих головок.

    Посмотрите на приведенную выше диаграмму и представьте, что Жидкость 1 горячая, а Жидкость 2 холодная. Температура холодного конца на выходе (T 2out ) может быть достигнута близкой к температуре на входе T 1in .

    Как известно, температура на стороне впуска (T 1in ) выше, чем на стороне выпуска (T 1out ). Однако в случае противоточного теплообменника температура жидкости на холодной стороне может быть выше, чем температура на выходе из горячей стороны, что невозможно в прямоточном теплообменнике.

    Кожухотрубные теплообменники «Максимум» имеют противоточную конструкцию, потому что это одна из самых эффективных конструкций. Противоточная конструкция обеспечивает максимальные перепады температур между рабочими жидкостями.

    2) Двухтрубные теплообменники с параллельным потоком

    Как следует из названия параллельного теплообменника, обе жидкости текут в этом теплообменнике в одном направлении. Двухтрубный теплообменник с параллельным потоком имеет одинаковое направление для входящей и выходящей жидкости.

    Эта конструкция теплообменника имеет более низкий КПД и скорость теплопередачи, чем противоточная конструкция. Однако нам нужен этот параллельный дизайн для некоторых конкретных приложений.

    Читайте также: Кожухотрубные теплообменники различных типов

    Преимущества и недостатки двухтрубных теплообменников

    Преимущества двухтрубного теплообменника

    • Двухтрубный теплообменник имеет низкую стоимость.
    • Вы можете добиться превосходной эффективности при очень низких капитальных затратах
    • Эти теплообменники имеют меньшие размеры, чем кожухотрубные теплообменники.
    • Они не требуют много места для установки.
    • Они имеют более низкие затраты на техническое обслуживание, чем кожухотрубные теплообменники.
    • Простота сборки и замены деталей.
    • Эти теплообменники имеют простую и компактную конструкцию.
    • Этот теплообменник также лучше всего подходит для приложений с высоким давлением и температурой, таких как компрессоры и бойлеры.
    • Из-за большой популярности этих теплообменников все они имеют стандартные детали, что упрощает их техническое обслуживание и ремонт.
    • Конструкция этих теплообменников допускает большее тепловое расширение без расширения соединений.

    Недостатки двухтрубного теплообменника

    1. Двухтрубный теплообменник имеет более низкие трубы, чем кожухотрубный. Это означает, что он имеет меньшую скорость теплопередачи, чем кожухотрубный теплообменник.
    2. Недоступно в конструкции с поперечным потоком. Поэтому вы не можете использовать эти обменники для каких-то конкретных приложений.
    3. При добавлении любого дополнительного устройства вероятность утечки увеличивается из-за увеличения количества соединений.
    4. Высока вероятность утечки из снятых соединений.
    5. Эти теплообменники имеют ограничения по теплопередаче и могут использоваться на небольших площадях.

    Применение двухтрубного теплообменника

    Диапазон применения двухтрубных теплообменников очень широк и сложен из-за их практичного, красивого и лаконичного дизайна.Некоторые из них:

    1. Двухтрубный теплообменник используется в компрессорах и котлах, поскольку они имеют очень высокое давление и температуру
    2. Системы охлаждения и обогрева технологических установок.
    3. Очистка сточных вод
    4. Охлаждение
    5. Переработка нефти

    Двухтрубный теплообменник

    Если вы знаете характеристики своего двухтрубного теплообменника и свои требования, вы можете спроектировать теплообменник в соответствии с вашими требованиями к теплопередаче.

    Вы можете определить скорость теплопередачи по приведенному ниже уравнению:

    В приведенном выше уравнении:

    Q = Скорость теплопередачи между жидкостями

    U = Коэффициент теплопередачи

    T лм = разница температур

    A = площадь поверхности теплопередачи

    Приведенная ниже формула позволяет рассчитать разницу температур (△Tlm):

    Часто задаваемые вопросы Раздел

    Почему противоточный теплообменник более эффективен?

    Параллельный теплообменник имеет меньшую эффективность, чем противоточный теплообменник, поскольку противоточный теплообменник создает более постоянный перепад температур жидкости по всей длине пути жидкости.

    Что такое теплообменник с двойными стенками?

    Принцип работы пластинчатого теплообменника с двойными стенками очень похож на принцип работы обычного пластинчатого теплообменника, но основное отличие состоит в том, что отдельная пластина между двумя жидкостями заменяется парой пластин, состоящей из двух одинаковых пластин, размещенных друг на друге. и приварен вокруг иллюминатора.

    Каков основной недостаток двухтрубного теплообменника по сравнению с кожухотрубным теплообменником?

    Основным недостатком двухтрубных теплообменников является их большой размер.Они имеют высокую металлоемкость на единицу площади теплообмена (т. е. в пять раз больше, чем кожухотрубный теплообменник).

    В чем разница между двухтрубным и кожухотрубным теплообменником?

    Двухтрубный теплообменник имеет две трубы. Одна труба имеет большой диаметр, который окружает трубу малого диаметра. Одна труба используется для холодной жидкости, а другая труба используется для горячей жидкости.

    Кожухотрубный теплообменник, напротив, имеет пучок труб, окруженный большой оболочкой.В этом теплообменнике одна жидкость течет внутри труб, а другая жидкость течет между трубами и кожухом.

    Подробнее

    1. Различные типы кожухотрубных теплообменников
    2. Типы пластинчатых теплообменников
    3. Различные типы насосов

    Трубчатый теплообменник — обзор

    Пример 1.

    Конструкция двухтрубного теплообменника

    1

    V T = 0,05 м 3 / H

    1

    = 1.16 WH / KG K

    = 0,61

    Тепловая нагрузка Q  = 3,53 кВт LMTD = 32.46 ° C
    Внутренняя труба 21,3 × 2 ( D I = 17,3 мм) Труба оболочки 33,7 × 2 ( D I = 29,7 мм)
    V Shell = 0,3 м 3 / H
    ρ = 1000 кг / м 3 ρ = 1000 кг / м 3
    ν  = 0.41 мм 2 / S ν = 0,8 мм 2 / S
    C = 1.16 WH / KG K C
    Λ = 0,66 Вт / м к λ

    1 = 0.61

    Pr = 2.594 Pr = 5.476

    Tube Tube :

    WT = 0,053600 × 0,01732 × π / 4 = 0,059м /с

    Re=0,059×0,01730,41×10-6=2490Nu=(0,037×24900,75-6. 66)×2,5940,42=9,52αi=9,52×0,660,0173=363 Вт/м2Kαio=363×17,321,3=295 Вт/м2K

    Сторона корпуса :

    ashell=π4)×(0,02972−1 336,3×10−6m2dh=0,02972−0,021320,0213=0,0201Re=0,248×0,02010,8×10−6=6230

    Nu=(0,037×Re0,75−6,66)×5,4760,42=39,39

    5 αo × 0.610.0201 = 1195W / M2K

    Общий коэффициент теплопередачи U :

    1U = 11195 + 1295 + 0,00214 + 0,0002 = 0,00457U = 219W / m2kareq = 353032,46 × 219 = 0,5 м2лрек = 0,5π × 0,0213 = 7,5 mpipe

    Расчет потери давления для 2 × 3.75 м длинные трубки :

    сторона трубки :

    ΔPnozz = 1,5 × 0,0592 × 10002 = 2,6PAF = 0,27524900,2 = 0,278Δpt = (0,058 × 7.50.0173 + 1) × 0,0592 × 10002 = 46PA

    ΔPTOT = 2.6 + 46 = 48,6PA

    Shell Side :

    2 Внутренняя и 2 выходов насадки DN 20 W Nozz = 0,265 м / с для 0,3 м 3 / ч

    ΔPnozz=3×0,2652×10002=105 Па

    dh′=Di−da=0,0297−0,0213=0. 0084m

    Re ‘= 0,248 × 0,00840.8 × 10-6 = 2604

    фрейкство exfactorf = 0.275RE0.2 = 0.27526040.2 = 0.27526040.2 = 0,057

    Δpshell = (0,057 × 7,50.0084 + 1) × 0,2482 × 10002 = 1596paδptot = 105 + 1596 = 1701PA

    Пример 2: Коэффициент теплообмена оболочки в мультитубельный теплообменник

    V Shell = 2,3 м 3 / H PR = 7.1 λ = 0,58 Вт / м к ν = 1 мм 2

    1 = 1 мм 2 / с

    Диаметр оболочки D I = 84 мм с семи внутренними трубами 20 × 2, 3 м длинные

    ашэлл =π4×(0.0842−7×0,022)=0,0033m2dh=0,0842−7×0,0227×0,02=0,0304mdh′=0,0842−7×0,0220,084+7×0,02=0,019mwshell=2,30,0033×3600=0,194 м/сRe=0,194× 0,03041×10−6=5897

    Расчет коэффициента теплопередачи на межтрубном пространстве при Re = 5897:

    Nu=(0,037×58970,75−6,66)×7,10,42=41,5αo=Nu×λdh=41,5×0,580 . 0304=792 Вт/м2К

    Пример 3: Сравнение двухтрубных и многотрубных теплообменников

    Расчет двухтрубного теплообменника :

    Сторона трубы :

    50528 5

    9 9.0.2 м 3 / H 9 / H 20/30 ° C Q = 51 480 W 9058 ρ = 1100 кг / м 3 λ = 0,4 Вт / м к C = 0,9 ч / кг к ν = 2.4 мм 2 / с W T = 1,248 м / с Pr = 21.38 Внутренняя труба 42,4 × 2 мм d i  = 38,4 мм

    Re=1.248×0,03842,4×10−6=19,968Nu=0,023×19,9680,8×21,380,33=174,14αi=174,14×0,40,0384=1814Вт/м2Kαio=1814×38,442,4=1643Вт/м2K

    8

    :

    90/71. 25 ° C

    90/712 PR = 2.35

    1 λ = 0,666 Вт / м к
    V Shell = 5.2 M 3 / H 80/71.25 ° C
    ν = 0.385 мм = 0,385 мм 2 / с C = 1.16 WH / KG K ρ = 974.65 кг / м 3
    Наружная труба 70 × 2 D I  = 66 мм

    ashell=π4×(0.0662-0.04242) = 0.002m2wshell = 0.719m / sdh = 0,0662-0.042420.0424 = 0,06033mre = 0,719 × 0,060330.385 × 10-6 = 112,4 × 0,6660.4α = 335,4 × 0,6660,06033 = 3703 Вт / м2 к

    Расчет общего коэффициента теплопередачи U :

    1U=11643+13703+0,00250+0,0002=0,001119U=894 Вт/м2KLMTD=50,6°CAreq=51,480894×50,6=1,138 м2Lreq=1,0944π05мтрубка=1,0942π05м

    Выбрано: 3 × 3 м = 9 м трубы.

    Расчет потери давления для двухтрубного теплообменника , 3 × 3 м = 9 м длина трубы .

    сторона трубки :

    NopprepressUrEnlossΔPnozz = 1,5 × 1. 2482 × 11002 = 1285PA

    = 1285PA

    , потеря давления трубопроводов δ P T с фактором трения F = 0,034 для Re = 19 968

    Δpt = (0,034 × 90,0384 +2) × 1.2482 × 11002 = 8540PAΔPTOT = 1285 + 8540 = 9825PA

    9825PA

    Боковая часть

    с тремя входными и выходными соплами DN 50

    Скорость потока сопла W ST = 0,736 м / с

    Δpnozz = 3 ×1,5×0,7362×974,62=1188 Па

    dh’=0.066-0.0424 = 0.0236mre ‘= 0,719 × 0.02360.385 × 10-6 = 44 073

    Коэффициент трения F = 0,0278 для Re’ = 44,073

    ΔPshell = 0,0278 × 90.0236 × 0,7192 × 974.62 = 2674PAδptot = 2674 + 1188 = 3862PA

    Расчет теплообменника Multiipe :

    Shell Pipe 76.1 × 2, D I = 72,1 мм с семи внутренними трубами 16 × 1

    сторона трубки : поперечное сечение площадью A T  = 0,0011077 м 2

    вес=5. 20,001077×3600=1,34 м/сRe=1,34×0,0142,4×10−6=7816Pr=21,38Nu=87,2αi=87,2×0,40,014=2491Вт/м2Kαio=2491×1416=2179Вт/м2K

    1 боковая часть :

    ashell=π4×(0,07212−7×0,0162)=0,00267м2wshell=0,54м/сPr=2,35dh=0,07212−7×0,01627×0,016=0,0304mRe=0,54×0,03040,385×103−6=u42,6,6 0.023 × 42,6390,8 × 426390,8 × 2.350.33 = 154,2

    αO = 154,2 × 0.660.0304 = 3378 Вт / м2 к

    1U = 12179 + 13378 + 0,00250 + 0,0002 = 0,000995U = 1005 Вт / m2kareq = 51 4801005 × 50,6 = 1,01 m2Lreq=1,01π×7×0,016=2,9 м

    Требуется теплообменник с семью трубками 16 × 1 длиной 3 м.

    Расчет потери давления для теплообменника Multiipe :

    Трубка на стороне :

    NOZZLESDN32WNOZZ = 1,8 м / с

    Δpnozz = 1,5 × 1,82 × 11002 = 2673PA

    Коэффициент трения F = 0,043 для Re = 7816

    Δpt = 0.043 × 2.90.014 × 1.342 × 11002 = 8800PAΔPTOT = 2673 + 8800PAδ3PA = 2673 + 8800PAΔ31PA

    + 8800PA1, 973PA

    Боковая часть

    :

    NozzlesDn50noylllowvelocitywst = 0,736 м / с

    Δpnozz = 1,5 × 0,7362 × 974,62 = 396padh ′=0,0185mwшелл=0. 54 м/с.

    Принцип тепловых трубок

    Тепловая трубка, впервые изобретенная на рубеже 20-го века, сама по себе не является новым изобретением. Ранние тепловые трубы были сконструированы из полых металлических труб, запаянных с обоих концов, вакуумированных и заполненных небольшим количеством испаряющейся жидкости.Они содержали «фитиль» для транспортировки жидкости от одного конца тепловой трубы к другому.

    Опираясь на энергию, поглощаемую и выделяемую при фазовом переходе жидкости, полая тепловая трубка обеспечивает чрезвычайно быструю передачу тепла . Тепло, приложенное к одному концу трубы, почти мгновенно испарит жидкость внутри. Затем этот пар перемещался к другому, более холодному концу трубы, где он быстро конденсировался обратно в жидкость, высвобождая тепло, поглощенное при испарении.

    Последние разработки тепловых трубок

    Современные тепловые трубки способны передавать тепло в несколько сотен раз быстрее, чем сплошной медный стержень. Однако применение тепловых труб в прошлом было ограничено из-за стоимости их строительства. Требование отдельных трубок и внутренних капиллярных фитилей традиционно делало стоимость тепловых трубок слишком высокой для всех, кроме самых экзотических применений. Кроме того, фитильные материалы прослужили недолго.

     Технология тепловых труб, Inc., произвел революцию в конструкции тепловых трубок в начале 1980-х годов, и в 1986 году HPT получила первый из нескольких патентов на тепловые трубы. Разработанные методы позволили снизить стоимость запатентованных компанией тепловых трубок до коммерчески доступного уровня. В патенте также раскрывается новое и ранее неизвестное применение тепловых трубок, а именно их использование для повышения эффективности и способности осушения систем кондиционирования воздуха.

    Открытие осушения с помощью тепловых трубок

    В 1983 году инженеры-исследователи HPT разработали метод применения тепловых трубок в системе кондиционирования воздуха. Был построен прототип с тепловыми трубками, которые позже станут запатентованной компанией технологией осушения тепловых трубок. Первоначальные испытания показали, что тепловая трубка значительно улучшила характеристики охлаждающего змеевика для осушения.

    Это исследование привело к заключению контракта на использование технологий с НАСА. Потенциал технологии был также отмечен премией Министерства энергетики (DOE) в 1991 году в виде гранта на доведение технологии тепловых трубок до сведения общественности.

    Тепловые трубки для осушения и рекуперации энергии

    В системе кондиционирования воздуха чем холоднее становится воздух при прохождении через охлаждающий змеевик, тем больше влаги конденсируется. Тепловые трубки HPT наматываются вокруг охлаждающего змеевика, причем одна часть тепловой трубки находится в потоке возвратного воздуха, а другая часть — в потоке приточного воздуха. Теплый поступающий воздух предварительно охлаждается испарительной (предохладительной) секцией тепловых трубок. Затем воздух дополнительно охлаждается (переохлаждается) охлаждающим змеевиком для большего извлечения влаги.Затем воздух пассивно нагревается секцией конденсатора (повторного нагрева) тепловых трубок для снижения относительной влажности. Воздух, выходящий из системы тепловых трубок, теперь имеет гораздо более низкое содержание влаги и более низкую относительную влажность.

    Не потребляя энергии, за исключением небольшого увеличения статического давления, эффект предварительного охлаждения тепловой трубки позволяет охлаждающему змеевику работать при более низкой температуре, значительно увеличивая возможности системы по удалению влаги. При более низкой влажности воздух в помещении становится более комфортным при более высоких настройках термостата, что приводит к чистой экономии энергии.

    Тепловые трубы также используются для рекуперации энергии в качестве теплообменника между потоками приточного и вытяжного воздуха. Благодаря отсутствию движущихся частей и механизма наклона модули рекуперации энергии HPT имеют явное преимущество перед конкурентами и другими технологиями.

    Рынки технологий тепловых трубок

    Достижения HPT в области тепловых трубок открыли множество крупных рынков с широким спектром применения. Коммерческие и промышленные приложения включают, помимо прочего, медицинские и медицинские учреждения, центры обработки данных, школы, супермаркеты, рестораны, библиотеки и архивы, склады, гостиницы, общественные и коммерческие здания, а также высокотехнологичные объекты.

    В 1989 году компания начала проектировать и устанавливать коммерческие системы с тепловыми трубками, используемые для осушения и пассивного охлаждения. Ранние установки включали системы охлаждения для государственных радаров и станций спутникового слежения, рекуперацию тепла для зданий с использованием наружного воздуха и решение проблем влажности в зданиях.

    К 1990 году компания открыла для себя огромный рынок коммерческих систем осушения HVAC. Компания начала проводить исследования рынка и тесно сотрудничать с рядом коммунальных предприятий, назначая инженеров и национальные сети ресторанов для установки, тестирования и мониторинга тепловых трубок. Результаты были очень благоприятными, и технология стала главной темой многочисленных презентаций на семинарах и семинарах.

    С тех пор рост популярности тепловых трубок стал очевидным благодаря многочисленным установкам.

    После 2009 года основной рынок HPT перемещается на приложения для здравоохранения, образования и центров обработки данных.

    Возможности коммерческого применения

    Существует множество применений запатентованной технологии компании. Коммерческие рынки чрезвычайно восприимчивы к продуктам осушения и рекуперации тепла.Ниже приведен список некоторых коммерческих приложений для осушителя HPT и тепловых труб рекуперации тепла.

     

    Принцип действия | Теплообменник

    Теплообменник со статическим смесителем предотвращает большие перепады температур в продукте

    Охлаждение и нагрев вязких продуктов обычно затруднено по сравнению с водянистыми продуктами. Это связано, прежде всего, с отсутствием принудительной конвекции, с ламинарным режимом течения и, следовательно, с невозможностью адекватного поступления продукта на теплообменную поверхность.Это может привести к большим перепадам температур в продукте и отрицательно сказаться на качестве конечного продукта.

     

     

    Теплообменник, основанный на основных принципах работы статического смесителя

    Поскольку статические смесители целенаправленно нарушают режимы течения в трубе, можно улучшить теплопередачу с помощью статических смесителей при охлаждении и/или нагреве . Этот принцип был положен в основу разработки типа теплообменника, который производит PRIMIX.

     

    Конструкция теплообменника

    Проточный теплообменник PRIMIX состоит из одной или нескольких параллельно установленных труб. Теплообменная среда обтекает эти трубы; это может быть как холодная, так и горячая вода, а также горячее масло или пар. Вязкий продукт протекает по трубам теплообменника и отдает свое тепло на более холодную или более теплую поверхность трубы. Спиралевидные смесительные элементы, расположенные в этих теплообменных трубах, нарушают ламинарный характер потока, обеспечивая лучшую скорость обновления продукта на теплообменной поверхности и, таким образом, более эффективный процесс охлаждения или нагревания.

     

     

    С ACT теплопередача выше на 20–100 %

    Усовершенствованная технология соединения (ACT), используемая в теплообменниках PRIMIX, обеспечивает дополнительную контактную поверхность и улучшает теплопередачу на 20–100 %. В этой технике смесительные элементы впаиваются в трубку без швов. Щель, расположенная между спиралевидным элементом и внутренней стенкой трубки, полностью заполняется припоем. Обеспечивая оптимальные условия во время этого процесса пайки, это соединение между трубкой и элементом работает как проводник тепла.В результате поверхность смесительного элемента также вовлекается в процесс теплообмена, что приводит к более компактной и эффективной конструкции теплообменника.

     

    Минимизация разброса времени пребывания в теплообменнике

    В конструкции теплообменника минимизация разброса времени пребывания достигается за счет дополнительного использования специальных адаптеров с острыми как бритва краями. Таким образом, плоская входная поверхность трубной доски была полностью скрыта, что привело к значительному улучшению картины потока.Конструкция используется в качестве стандарта для вязких и чувствительных жидкостей, где важна минимизация разброса времени пребывания. Дальнейшая минимизация разброса времени пребывания достигается за счет обеспечения элементов теплообменника очень гладкими поверхностями в местах, где охлаждаемый продукт соприкасается с поверхностью теплообменника. Надежность теплообменника со статическим смесителем, сконструированного PRIMIX, зарекомендовала себя в критических областях применения в химической, нефтехимической, фармацевтической и пищевой промышленности.Таким образом взрывоопасные и токсичные технологические среды надежно смешиваются и подвергаются термической обработке.

     

    Теплообменник с ламинарным потоком – неподвижная смесительная система

    Вязкость протекающего продукта оказывает большое влияние на характер потока через пустую трубу. Этот режим течения в основном ламинарный и не турбулентный. Ламинарный или слоистый характер течения означает, что теоретически жидкость в центре трубы течет быстрее всего, а жидкость, расположенная ближе всего к стенке трубы, неподвижна.Промежуточные слои жидкости ведут себя как круги равного потока; это слои течения или ламинарный режим течения. В системе с неподвижным смесителем или статическим смесителем эта схема течения нарушается. Жидкость на внутренней стенке трубки сворачивается, а жидкость в середине снова течет к стенке трубки, позволяя большему количеству жидкости соприкасаться с внутренней стенкой. В трубчатом теплообменнике эта внутренняя стенка трубы используется для теплообмена; статический смеситель значительно улучшает этот процесс.

    Двухтрубный теплообменник с противотоком или параллельным потоком

    Введение

    В конструкции двухтрубного теплообменника важным фактором является тип потока в теплообменнике. Двухтрубный теплообменник обычно представляет собой либо противоточный, либо параллельный поток. Перекрестный поток просто не работает для двухтрубного теплообменника. Схема потока и требуемая мощность теплообмена позволяют рассчитать среднелогарифмическую разность температур. Вместе с предполагаемым общим коэффициентом теплопередачи это позволяет рассчитать требуемую площадь поверхности теплопередачи. Затем можно определить размеры труб, длину труб и количество изгибов.

    Общая конфигурация и характеристики теплообменника с двойной трубой

    Теплообменник с двойной трубой в своей простейшей форме представляет собой одну трубу внутри другой трубы большего размера.Одна жидкость течет по внутренней трубе, а другая проходит через кольцевое пространство между двумя трубами. Стенка внутренней трубы является поверхностью теплообмена. Трубы обычно скручиваются несколько раз, как показано на схеме слева, чтобы сделать устройство в целом более компактным.

    Термин «шпильчатый теплообменник» также используется для теплообменника конфигурации, показанной на схеме. Теплообменник со шпилькой может иметь только одну внутреннюю трубу или несколько внутренних труб, но он всегда будет иметь функцию удвоения.. Некоторые производители теплообменников рекламируют наличие оребренных трубок в шпильках или теплообменниках с двойной трубой. Это всегда будут продольные ребра, а не более распространенные радиальные ребра, используемые в теплообменниках с ребристыми трубами с поперечным потоком.

    Противоток и параллельный поток в двухтрубном теплообменнике

    Основное преимущество спирального или двухтрубного теплообменника заключается в том, что он может работать в действительно противоточном режиме, что является наиболее эффективным режимом потока.То есть это даст самый высокий общий коэффициент теплопередачи для конструкции двухтрубного теплообменника.

    Кроме того, спиральные и двухтрубные теплообменники хорошо выдерживают высокие давления и температуры. Когда они работают в истинном противотоке, они могут работать с перепадом температур, то есть там, где температура на выходе с холодной стороны выше, чем температура на выходе с горячей стороны.

    Например, на схемах в этом разделе жидкость 1 считается горячей жидкостью, а жидкость 2 — холодной жидкостью.Затем на диаграмме противотока слева видно, что температура на выходе из холодной стороны, T2out, может приближаться к температуре на входе в горячую сторону, T1in, которая выше, чем температура на выходе из горячей стороны, T2out. Для параллельного потока, показанного справа, T2out может приближаться только к T1out; это не может быть больше.

    Конструкция двухтрубного теплообменника

    Определение площади поверхности теплопередачи, необходимой для конструкции двухтрубного теплообменника, можно выполнить с помощью основного уравнения теплообменника: Q = UA ΔTlm, где:

    Q — скорость теплопередачи между двумя жидкостями в теплообменнике в БТЕ/ч,

    U — общий коэффициент теплопередачи в БТЕ/ч-фут2-oF,

    A — площадь поверхности теплопередачи в фут2, а

    ΔTlm — логарифм средняя разность температур в oF, рассчитанная по температуре обеих жидкостей на входе и выходе.

    Эти параметры в базовом уравнении теплообменника обсуждаются в разделе «Основы проектирования теплообменника» и используются в примере «Предварительный пример проектирования теплообменника». После определения требуемой площади поверхности теплопередачи можно выбрать диаметр и длину внутренней трубы, а затем диаметр внешней трубы. Наконец, можно выбрать длину прямых участков и количество изгибов.

    Изображение предоставлено

    Двухтрубный теплообменник. Изображение: https://doublepipeheatexchanger.com/

    Об авторе

    Доктор Харлан Бенгтсон является зарегистрированным профессиональным инженером с 30-летним опытом преподавания в университетах инженерных наук и гражданского строительства. Он имеет докторскую степень в области химического машиностроения.

    1. Особенности и характеристики спирального теплообменника. Спиральный теплообменник, один из типов промышленных теплообменников, использует два концентрических спиральных канала, один для горячей жидкости, а другой для холодной жидкости.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.

    *

    *

    *