Rúrka výmenníka tepla v potrubí: konštrukčné prvky

Výmenníky tepla Rúrka v potrubí je určená na vykurovanie alebo chladenie (v závislosti od umiestnenia výmenníka tepla) nosiča tepla vo vykurovacích systémoch, ako aj v priemyselných systémoch. Výmenníky tepla tohto typu sa používajú aj v ropných a plynárenských, chemických a iných priemyselných odvetviach.

V tomto materiáli sa budeme snažiť zvážiť konštrukciu výmenníkov tepla tohto typu, ako aj upozorniť na to, ako výpočet rúrky výmenníka tepla v rúrke.

Výmenník tepla typu "potrubia v potrubí"

„Výmenníky tepla v potrubí“

Všeobecné informácie o výmenníkoch tepla

Výmenníky tepla (tiež nazývané výmenníky tepla) sa používajú na výmenu tepla medzi dvoma kvapalinami na prenos tepla. V tomto prípade je jedna chladiaca kvapalina ohrievaná a druhá je ochladená.

V závislosti od účelu sa výmenníky tepla na tepelných trubkách delia na:

  • Ohrievače
  • Chladničky

Jeden zo systémov výmenníkov tepla

Podľa metódy prenosu tepla sú výmenníky tepla rozdelené na:

  • Povrch- chladivá v nich sú oddelené stenou, cez ktorú dochádza k výmene tepla
  • Regeneratívny- proces prenosu tepla je rozdelený na dve obdobia a vyskytuje sa pri striedavom chladení špeciálnej dýzy
  • .
  • Miešanie- prenos tepla v takýchto zariadeniach nastáva s priamym kontaktom a zmiešaním teplonosných kvapalín.

Konštrukcia potrubia výmenníka tepla v potrubí

Výmenníky tepla typu potrubia v potrubí sa označujú ako povrchové výmenníky tepla.

Ako funguje výmenník tepla medzi rúrkami a rúrkami?

Jeho návrh je pomerne jednoduchý:

  • Najčastejšie sa takýto výmenník tepla skladá z viacerých prepojení umiestnených nad sebou a vzájomne prepojených. Obrázok rúrky výmenníka tepla v rúre je uvedený nižšie.

Obvod výmenníka tepla

  • Každé spojenie takého výmenníka tepla je konštrukcia rúr vložených do seba, medzi ktorými sa uskutočňuje výmena tepla.
  • Vonkajšia rúrka má väčší priemer a je pripojená k vonkajším rúrkam iných článkov, pričom rúrky s menším priemerom, ktoré sú v nej uložené, sú tiež navzájom spojené do série.

Venujte pozornosť!

Aby sa zabezpečilo, že výmenník tepla sa dá vyčistiť, je potrebné, aby boli spoje všetkých potrubí odpojiteľné.

Na pripojenie vnútorných duší sa najčastejšie používajú vyberateľné koláče.

  • Malý prierez tepelného výmenníka umožní dosiahnuť vysokú rýchlosť chladiaceho média v rúrkach av prstencovom priestore.
  • Ak si prenos tepla vyžaduje značné množstvo chladiaceho média, do konštrukcie výmenníka tepla je zahrnutých niekoľko úsekov, ktoré sú navzájom spojené spoločnými kolektormi.

Viacnásobný výmenník tepla

\ t

Výhody rúrkových výmenníkov

\ t

Napriek jednoduchosti dizajnupotrubia v rúrkových výmenníkoch tepla tohto typu sú veľmi populárne.

Je to predovšetkým kvôli zrejmým výhodám takýchto výmenníkov tepla:

  • Po prvé, výmenníky tepla navrhnuté podľa princípu „potrubia v potrubí“ zabezpečujú optimálnu rýchlosť chladiva výberom vodných potrubí s príslušným priemerom .
  • Po druhé, takéto výmenníky tepla sú pomerne jednoduché na výrobu a údržbu. Čistenie takýchto výmenníkov tepla je tiež celkom jednoduché, čo poskytuje výrazné predĺženie životnosti a servisu.
  • Výmenníky tepla v potrubí v potrubí majú okrem toho dostatočnú všestrannosť: nielen kvapalina, ale aj para môže v takomto systéme fungovať ako chladivo.

Nevýhody tepelných výmenníkov typu „potrubia v rúrke“

Nevýhodami výmenníkov tepla sú potrubia v potrubí:

  • Veľká veľkosť
  • Vysoké náklady (vonkajšie rúry, ktoré sa nezúčastňujú na výmene tepla, ako aj potrubia pre podzemný výmenník tepla, ak sú zahrnuté do celkového dizajnu, sú pomerne drahé)
  • Ťažkosti pri projektovaní (výpočet rúry výmenníka tepla na rúru bude opísaný nižšie)

Tieto nevýhody sú však vyvážené uvedenými výhodami, pretože takéto výmenníky tepla sa široko používajú.

Navrhovanie rúrok výmenníkov tepla v rúre

\ t

Výpočet výmenníkov tepla

\ t

Výpočet potrubia v potrubí výmenníka tepla zahŕňa výber materiálu na jeho výrobu, \ ta tiež - definovanie kľúčových parametrov štruktúry.

Nižšie uvádzame hlavné body týkajúce sa konštrukcie výmenníkov tepla tohto typu, treba však poznamenať, že je vhodné poveriť vykonávaním projektových prác odborníkov v oblasti tepelného inžinierstva.

Priemyselný výmenník tepla

Berúc do úvahy korozívnosť viacerých chladiacich prostriedkov, ako aj potrebu zabezpečiť najdlhšiu možnú životnosť výmenníka tepla, najčastejšie sa na výrobu hlavných prvkov používajú oceľové rúrky na vykurovanie . Je možné vyrábať výmenník tepla z iného materiálu, ale v tomto prípade je potrebná starostlivá analýza podmienok jeho použitia.

Pokiaľ ide o výpočet rozmerov hlavných prvkov potrubia výmenníka tepla v potrubí, berieme do úvahy tieto hodnoty:

  • Priemerný teplotný rozdiel medzi chladiacou kvapalinou
  • \ t
  • Tepelné zaťaženie zariadenia
  • \ t
  • Koeficient prestupu tepla zo steny výmenníka tepla do roztoku
  • \ t
  • Tepelná odolnosť steny výmenníka tepla
  • Koeficient prestupu tepla
  • \ t
  • Vypočítaná plocha výmenníka tepla
  • \ t

Schéma prevádzky výmenníka tepla

Okrem tepelného výkonu, výpočtu tepelného výmenníka v potrubí v potrubí, sa vypočítajú hydraulické charakteristiky systému a vykoná sa konštrukčný výpočet na určenie mechanického zaťaženia kovových rúr na vykurovanie výmenníka tepla.

Tabuľka koeficientov prenosu tepla

\ t

Nižšie je uvedená tabuľka koeficientov tepelnej výmeny pre rúry pre tepelný výmenník „potrubia v potrubí“ s rôznymi pracovnými médiami. Údaje z tejto tabuľky môžete použiť nezávisle na výpočte systému výmeny tepla.

Typ výmenníka tepla

\ t

Pracovné prostredie

Koeficient prestupu tepla, W /m2K

Potrubie v potrubí

Plyn vo vnútri a mimo potrubia (atmosférický tlak)

5 - 35

Plyn vo vnútri a mimo potrubia (vysoký tlak)

150 - 500

Kvapalina vonku /vo vnútri a plyn vo vnútri /vonku (atmosférický tlak)

15 - 70

Plyn vo vnútri (vysokotlakový) - kvapalina mimo potrubia.

200 - 400

Tekutiny vo vnútri /mimo rúrok.

150 - 1200

Vonkajšie výpary /kvapalina vo vnútri rúrok.

300 - 1200

Vzhľadom na jednoduchú konštrukciu typu potrubia v potrubí je možné tento typ výmenníka tepla použiť veľmi široko. A ak sa nebojí jeho značných rozmerov, potom je návrh „rúry v potrubí“ skvelou voľbou!