Перший теплоносій надходить в простір між двома трубними дошками 2 і направляється в зазор між двома коаксіально встановлених трубами 3. Труба більшого діаметра з торця заглушена. Далі теплоносій по трубі меншого діаметру надходить в кришку 4 і виводиться з апарату. Другий теплоносій надходить в міжтрубний простір кожуха 1. Труби і кожух не мають в жорсткій зв'язку один з одним, отже, можуть вільно подовжуватися при цьому, природно, не виникає температурне напруження.
Недоліки: підвищена матеріаломісткість, складність монтажу.
Переваги: немає температурних напружень, можна розібрати і прочистити трубне і міжтрубний простір.
Способи кріплення труб до трубної дошці.
2. розвальцьовування в канавці можливо з відбортовкою і без відбортовки.
3. розвальцьовування з обваркой.
Тип кріплення труб до трубної дошці 1, 2, 3 вибирається залежно від питомого навантаження діючої на труби.
4. При виготовленні апаратів з кольорових металів часто для кріплення труб до трубної дошці використовується пайка:
5. вуглеграфітові трубки з'єднуються з трубної дошкою склеюванням за допомогою спеціальної мастики.
Способи розбивання трубної дошки.
1. Найбільш часто застосовується розбивка по вершинах трикутника, що дозволяє рівномірно розмістити найбільшу кількість труб в трубній дошці.
При розбивки по вершинах трикутника, розмічена площа займана трубами, являє собою правильний трикутник. Однак при числі труб в пучку, що перевищує 127, що відповідає 13 трубах по діаметру трубної дошки, необхідно в сегментах, між крайніми рядами труб і кожуха розміщувати додаткові труби. Це необхідно не тільки для того, що б збільшити кількість труб, а й для того, що б зменшити площу прохідного перетину між трубами і кожухом.
2. Розбивка по вершинах квадрата
3. Розбивка по колах
Крок між трубами t: t = (1,25-1,3) dH
Число труб розміщуються в шестикутнику, визначається по слід. залежності:
а- число труб по стороні шестикутника.
n- загальне число труб в шестикутнику.
Число труб поміщаються по діагоналі шестикутника:
Внутрішній діаметр кожуха теплообмінника визначається за формулою:
Способи з'єднання кожуха з трубної дошкою (малюнок).
Пластинчасті теплообмінники.
Пластинчасті теплообмінні апарати є різновидом поверхневих рекуперативних теплообмінників, з поверхнею теплообміну виготовленої з тонкого листа. Принципи пристрою пластинчастих апаратів для нагрівання і охолоджування рідини в тонкому шарі були запропоновані ще в кінці 19 століття Драхам Брейтвішен Малезіним. Головним конструктивним рішенням, що дозволила пластинчастим апаратів знайти широке застосування в промисловості стало використання для з'єднання пластин між собою в єдиний блок в принципах пристрої фільтпресса, запропонований в 1923 році Зелігманів. В даний час пластинчасті теплообмінники призначені для проведення теплопередачі без зміни агрегатного стану (нагрівачі, холодильники). І зі зміною агрегатного стану - це випарники і конденсатори. Вони можуть застосовуватися для одночасного теплообміну між двома, трьома і великою кількістю середовищ, а так само придатні для теплообміну з двох і трифазними робочими середовищами в'язкістю до 0,6 м 2 / с. Це ж - ж, пар - ж, пар - газ - ж, г - ж, г - р
Розбірні пластинчасті теплообмінники можуть працювати з середовищами містять тверді частинки розміром до 4 мм.
За конструкцією ці теплообмінники поділяються на:
зварні нерозбірні (ТПСН)
Розбірні пластинчасті теплообмінники застосовуються, коли апарат часто піддається розбирання і чищення. Є необхідність перекомпонування поверхні теплообміну і зміни числа паралельно працюючих каналів, наприклад, у зв'язку зі зміною технологічного режиму. Якщо доводиться робити заміну деяких ділянок поверхні теплообміну з - за нерівномірного корозійного або ерозійного руйнування.
Теплообмінник включає стійку 5 наживна плити 1 і 4, набір теплообмінних пластин 3 і стягують шпильки 2 (рисунок)
Пластини і ущільнювальні прокладки утворюють після складання і стиснення канали парні і непарні, службовці для проходу холодного і гарячого теплоносіїв. Від форми, розмірів і конструктивних особливостей пластини залежать ефективність теплопередачі, надійність теплообмінника, технологічність і трудомісткість його виготовлення, експлуатаційні дані. Як правило, профіль пластин запатентований.
Пластини певного профілю виготовляються різних типів розмірів, що дозволяє вибрати теплообмінник для конкретного виробництва. Прагнення підвищити ступінь турбулізації потоку призводить ступінь до зменшення товщини прикордонного шару і, як наслідок, до збільшення коефіцієнта тепловіддачі. Дозволило розробити конструкції пластин сітчасто-потокового типу. У каналах утворені цими пластинами потік рідини змінює напрямок свого руху в двох площинах, утворюючи сукупність сходяться і розходяться струменів. У сетчато-потокових пластинах турбулірующіе елементи використовуються одночасно і для створення мережі рівномірно розподілених опор між пластинами, що значно підвищує жорсткість всього пакета і дає можливість роботи при більш високому тиску.
Прокладки можуть прикріплятися до двох сторін пластини, або до однієї. Другий варіант є більш поширеним, тому що він більш технологічний. Для гумових багаторазових прокладок важливим є надійне закріплення прокладок на пластині. Найбільш поширені два способи кріплення: приклеювання прокладок клеєм в спеціальну канавку, виконану на пластині і механічне закріплення прокладки в канавки має форму «ластівчин хвіст». Перший спосіб більш технологічний і знайшов найбільше застосування.
До недоліком розбірних теплообмінників з прокладками на клею слід віднести: вплив температури на міцність з'єднання, недостатня стійкість багатьох марок клеїв на підвищену температуру
Теплообмінник складається з групи теплообмінних пластин 15, підвішених на верхній горизонтальній штанзі 7, кінці верхньої і нижньої штанг закріплені в нерухомій плиті 3 (передньої стійки) і задньої стійки 9. За допомогою наживна плити 8 і гвинта 10, пластини в робочому стані стиснуті в один пакет. Між пластинами встановлені, прокладки 13 і 5. Для підведення і відведення теплоносіїв служать штуцери 1, 2, 11, 12.
У розбірних теплообмінниках до 2 МПа температура до 200 ° С. Полуразборние теплообмінники використовуються, коли одна з середовищ не утворює відкладення, наприклад чистий водяний пар. Зварні нерозбірні теплообмінники використовуються в тих випадках, коли обидві середовища не дають відкладень на поверхні теплообміну. Однак в комплект теплообмінного обладнання завод виробник часто пропонує установки для промивання поверхонь з використанням різних реагентів.
Нерозбірні теплообмінники використовуються при тиску 3 МПа і температура до 400 ° С.
У полуразборних теплообменниках властіни попарно зварені один з одним. Одним з достоїнств пластинчастих теплообмінних апаратів є можливість створення різних схем руху робочих середовищ.
Розрізняють 6 основних випадків руху теплоносіїв в пластинчастих теплообмінниках:
А. приватний протитечія при загальному противотоке.
Б. змішаний струм.
В. змішаний струм при загальному противотоке.
Г. приватний прямоток при загальному противотоке.
Д. змішаний приватний ток при загальному противотоке.
Е. чистий прямоток.