Кожухотрубные теплообменники – как производится расчет параметров
Основное преимущество кожухотрубных теплообменников – возможность индивидуального проектирования, компоновки узлов оборудования в соответствии с нужными размерными, монтажными, рабочими и эксплуатационными параметрами.
Так как кожухотрубные конструкции применяются для теплообмена между двумя разделенными потоками сред в разном агрегатном состоянии: пар, жидкость, газ, то для правильного расчета параметров важно учитывать не только температуру теплоносителя, но и характеристики перекачиваемой среды.
Параметры для расчетов
Подбор кожухотрубного теплообменника требует расчета комплекса параметров – тепловых, гидравлических, механических.
Основные исходные данные для расчета:
- Тип конструкции оборудования
- Характеристики, состав перекачиваемой среды (вода, растворы, смеси, пар, горюче-смазочные материалы) – коэффициент теплопроводности, плотность, вязкость, коррозийная агрессивность, химический состав)
- Исходные параметры температурных сред, нагревающей и нагреваемой
- Рабочее и предельное давление
- Температура рабочих сред на выходе из теплообменника
Уточненные расчеты сложных конструкций кожухотрубных теплообменников, которые лучше доверить профильным специалистам, включают анализ коэффициента запаса прочности, КПД при стандартных и предельных рабочих нагрузках, стойкость к гидроудару, выбор компенсатора температурного режима.
Этапы подбора технических характеристик кожухотрубного теплообменника
Каждая модель кожухотрубного теплообменника рассчитана на определенные эксплуатационные характеристики теплоносителя, имеет различную производительность, КПД, режим теплоотдачи. Поэтому надо при выборе и покупке рассматривать каждый вариант по комплексу параметров.
Характеристики теплоносителя
Чтобы провести расчет, необходимы значения расхода нагревающей жидкости, характеристики теплоносителя:
- Физические – кристаллизация, степень загрязнения, температура кипения, вязкость
- Теплофизические – тепловая емкость, показатели парообразования, теплопроводность
- Химическая агрессивность – щелочные, солевые, кислотные растворы
- Коррозийная агрессивность при рабочем и критическом температурном режиме
- Экологическая безопасность
- Пожарная и взрывобезопасность – температура вспышки, самовоспламенения, предел концентрации воспламенения
Данные нужны для подбора оптимального конструктивного исполнения теплообменника, тепловых, гидравлических и механических расчетов.
Особенности конструкции
Конструкция теплообменника должна соответствовать схеме подключения к трубопроводам, другому оборудованию.
Важно определить оптимальное направление движения сред по трубному и межтрубному пространству:
- Теплоносители без испарения и конденсации должны перемещаться в турбулентном режиме, противотоком
- Трубное пространство, которое можно механически очистить предназначено для подачи сред, выделяющих отложения, осадок при нагревании
- Направление движения теплоносителя должно совпадать с естественной конвекцией
- Предусмотреть отсутствие застойных зон
Заказывая и приобретая конкретную модель кожухотрубного теплообменника, важно знать базовые данные монтажа, подключения:
- Давление в трубах и корпусе
- Диаметр кожуха
- Монтажные размеры подвода и подключения подающего и принимающего трубопровода
- Тип исполнения (вертикальный, горизонтальный)
- Параметры решеток (подвижные, стационарные)
- Климатическое исполнение
Модернизация современных кожухотрубных теплообменников позволяет увеличить коэффициент теплообмена:
- Турбулентные потоки движения теплоносителя и нагреваемой среды, предотвращающие скопление осадка
- Спиралевидные вставки, увеличивающие площадь обтекания трубок
- Профильные и витые трубы, для жидких и газовых смесей
- Вибрационные поверхности, регулируемая пульсация подачи теплоносителя, увеличивающие теплообмен
Специалисты компании AVITEK-I выполнят инженерно-технические расчеты для безошибочного выбора кожухотрубного теплообменника для конкретного промышленного, производственного коммунального объекта. Правильный расчет параметров рекуператора – гарантия экономичности, энергоэффективности, снижения расходов на ремонт и техническое обслуживание.