Korpusu un cauruļu siltummainis ir siltumtehnisko ierīču tips, kas veic siltuma pārnesi no dzesēšanas šķidruma uz apsildāmu vielu. Atkarībā no konkrētā gadījuma dzesēšanas šķidruma loma var būt tvaiks vai šķidrums. Līdz šim visizplatītākais ir sildītāja korpusa un caurules modelis.
Siltummainis ir diezgan sarežģīta ierīce, ko izmanto kā kondensatoru, sildītāju vai iztvaicētāju
Saturs
Lietošanas jomas
Šo ierīču ražošana sākās divdesmitā gadsimta sākumā. Tas bija saistīts ar faktu, ka termo stacijām bija nepieciešami lielu virsmu sildītāji, kas darbojās ar augstu spiedienu.
Korpusu un cauruļu sildītāji tiek izmantoti daudzās nozarēs, tai skaitā:
- Naftas un gāzes rūpniecība;
- ķīmiskā ražošana;
- pārtikas rūpniecība.
Gandrīz katrs ražošanas process ir saistīts ar siltuma ražošanu vai absorbciju, tāpēc siltummaiņi ir pieprasīti dažādās cilvēka darbības jomās. Iekārtu darbība uzņēmumos, kā arī sadzīves gaisa kondicionieru un sildītāju, dzesēšanas radiatoru automašīnās utt. Darbība ir atkarīga no to konstrukcijas un īpašībām.
Piezīme! Šāda veida sildītājus visbiežāk izmanto darba šķidrumu dzesēšanai un dzesēšanas šķidruma sildīšanai siltumsūkņu darbībai.
Korpusu un cauruļu siltummaiņi tiek plaši izmantoti kā kondensatori, kā arī iztvaicētāji. Mūsdienās, pateicoties rūpniecisko tehnoloģiju attīstībai, siltummaiņu dizains ir kļuvis modernāks un turpina modernizēties.
Korpusa un caurules siltummaiņu priekšrocības un trūkumi
No struktūras viedokļa šāda veida siltummaiņi ir līdzīgi pirmajiem modeļiem, kas tika ražoti 20. gadsimta sākumā. Šo ierīču modernizācija ietekmēja tikai dažus elementus, tomēr pamats palika nemainīgs. Mūsdienu materiāli, ko izmanto apvalku un cauruļu sildītājiem, var uzlabot to ekspluatācijas īpašības.
Siltummaiņu ražošanā tiek izmantoti mūsdienīgi materiāli, kas ievērojami uzlabo gatavo ierīču kvalitāti
Korpusu un cauruļu siltummaiņi izceļas ar vairākām pozitīvām īpašībām, kas ļauj līdz pat mūsdienām būt neaizstājamiem dažādu nozaru elementiem:
- izturība pret ūdens āmuru sistēmā;
- spēja strādāt ar piesārņotu vidi;
- zems siltuma pārneses ātrums;
- labs sniegums;
- nodilumizturība;
- apkope;
- izturība pret augstu spiedienu;
- izturība pret agresīvām ķīmiskām vielām;
- ekspluatācijas drošība;
- uzticamība un izturība.
Šāda veida sildītājiem ir savi trūkumi, tai skaitā:
- diezgan lieli izmēri;
- augsta cena.
Ierīce un darbības princips
Korpusu un cauruļu siltummainis ietver vairākus konstrukcijas elementus. Apsveriet galvenos:
- apvalks (korpuss);
- sadales un vadīšanas kameras;
- iekšējo cauruļu sistēma;
- cauruļu loksnes;
- starpsienas un blīves.
Šis ierīces modelis izceļas ar apvalka klātbūtni, kas slēpj iekšējās caurules, tāpēc nosaukums - “apvalks un caurule”
Divas sprauslas ir metinātas pie ķermeņa. Viens no tiem ir atbildīgs par darba vides piegādi, bet otrs - par secinājumu. Korpusa galos tiek metināti speciāli atloki.
Turklāt šāda sildītāja struktūrā ietilpst cauruļu loksnes, starp kurām caurules tiek metinātas, kas aprīkotas ar tālvadības režģiem. Šis dizains veido rekuperatora cauruļu sistēmu un ļauj sildītājam būt daudzkārtīgam.
Rekuperatora apakšā ir ievietotas divas sprauslas, kas tāpat kā korpusa sprauslas veic ieplūdes un izplūdes funkcijas. Rekuperatora apakšdaļa ir aprīkota ar atlokiem. Rekuperatoru atloki ir korpusa pāļu atloki. Šādas ierīces cauruļu sistēma tiek ievietota korpusā. Režģi tiek fiksēti, izmantojot īpašus blīvējuma elementus un skrūves starp rekuperatora atlokiem un korpusu. Tas vajadzības gadījumā ļauj nemanāmi labot jebkuru korpusa un caurules ierīces elementu.
Šāda veida sildītāju darbības princips ir šāds: karstā un aukstā vide cirkulē pa diviem dažādiem kanāliem. Siltuma pārneses process tiek veikts starp šo kanālu sienām.
Korpusu un cauruļu siltummaiņu veidi
Korpusa un caurules sildītājs ir diezgan sarežģīts, no konstrukcijas viedokļa, aparāts, un tam ir vairākas šķirnes, kurām vērts pievērst uzmanību. Sakarā ar konstrukcijas īpašībām (rekuperatora klātbūtni) ierīces ar apvalku un caurulēm tiek klasificētas kā reģeneratīvas.
Korpusu un cauruļu siltummaiņi ir līdzīgu ierīču reģeneratīvs tips.
Turklāt, atkarībā no darba vides kustības virziena, korpusa un caurules sildītājus iedala šādos veidos:
- tieša plūsma;
- šķērsplūsma;
- pretplūsma.
Korpusa un caurules modelis ieguva savu nosaukumu sakarā ar to, ka caurules, caur kurām cirkulē dzesēšanas šķidrums, ir ievietotas apvalka iekšpusē. Darba vides ātrums ir atkarīgs no cauruļu skaita, kas atrodas apvalkā. Savukārt, jo lielāks ātrums, jo lielāks ir ierīces siltuma pārneses ātrums.
Apsveriet pamatmateriālus, no kuriem tiek izgatavoti šādi sildītāji:
- leģētais tērauds;
- nerūsējošais tērauds;
- augstas stiprības tērauds.
Šādu ierīču caurules var izgatavot no šādiem materiāliem:
- tērauds;
- vara;
- misiņš;
- titāns.
Šādu materiālu izmantošana ir saistīta ar faktu, ka siltummaiņus parasti darbina skarbos apstākļos un nonāk saskarē ar agresīvām vielām, kas var izraisīt koroziju.
Siltummaiņi ir izgatavoti no materiāliem, kuriem ir augsta izturība pret koroziju, piemēram, no titāna vai nerūsējošā tērauda.
Svarīgs! Parastais tērauds nav piemērots apvalka un caurules siltummainim, jo tam ir maza izturība pret koroziju.
Korpusu un cauruļu modeļus arī iedala tipos. Mūsdienās ir 4 šo ierīču veidi:
- sildītājs, kas aprīkots ar temperatūras gadījuma kompensatoru;
- sildītājs ar statiskām (fiksētām) caurulēm;
- ierīce ar U un W formas caurulēm;
- peldošās galvas ierīce.
Apvalku un cauruļu sildītājus telpā var novietot horizontāli, vertikāli vai noteiktā leņķī.
Siltuma caurlaidības koeficienta pieaugums
Rūpniecība nestāv uz vietas - pastāvīgi modernizē siltummaiņus. Tehnisko parametru uzlabošana tiek panākta, izmantojot šādas metodes:
- turbulentu plūsmu radīšana;
- spirālveida ieliktņu ieviešana, kuru dēļ ap caurulēm veidojas gareniska un šķērsvirziena plūsma;
- profila un savītu cauruļu ražošana;
- maisījumu, kas ietver šķidrumus un gāzes, izmantošana;
- tādu virsmu vibrācijas radīšana, kuras ir atbildīgas par siltuma pārnesi;
- darba vides pulsējoša plūsma.
Iepriekš minētās metodes var palielināt siltuma pārneses koeficientu. Ir arī ierasts izmantot vairākas metodes vienlaikus. Šāda kombinācija var ievērojami palielināt korpusa un caurules sildītāja darbības raksturlielumus par koeficientu 2–3. Ir arī vērts atzīmēt, ka dažas metodes ne tikai palielina siltuma pārneses ātrumu, bet arī var veikt citas noderīgas funkcijas. Piemēram, vētrainas plūsmas novērš sāls nogulšņu veidošanos uz cauruļu iekšējām sienām, kas novērš cauruļu lūmena sašaurināšanos.
Nepārtraukti siltummaiņa dizaina uzlabojumi ļauj palielināt siltuma pārnesi un uzlabot ekspluatācijas raksturlielumus
Siltummaiņa izvēles padomi
Apvalka un caurules sildītāja aprēķināšanas programmai ir nepieciešams skaidrs sākotnējo datu izklāsts. Laba rekuperatīva ierīce prasa precīzi noteiktu ķēdi. Ir vairāki punkti, kas jāņem vērā, izvēloties apvalka un caurules siltummaini. Šie noteikumi ir ļoti svarīgi aprēķiniem.
Pirmkārt, ir vērts atzīmēt, ka šķidriem un gāzveida dzesēšanas šķidrumiem caur caurulēm ir noteikts cirkulācijas ātrums. Kā minēts iepriekš, jo lielāks ātrums, jo labāk siltuma pārnese. Šķidrai videi ātrums svārstās no 0,6 līdz 6 m / s. Gāzveida vidē ātrums var būt no 3 līdz 30 m / s. Tomēr patērētais enerģijas daudzums ir atkarīgs arī no ātruma, tāpēc dažos gadījumos dzesēšanas šķidruma ātrums tiek novērtēts par zemu, lai samazinātu elektrības patēriņu.
Izvēloties caurules, jums jāpievērš uzmanība materiālam, no kura tie izgatavoti, kā arī to diametram. Cauruļu materiālu izvēlas atkarībā no darba vides, kas cirkulēs caur tām. Jāatceras - jo agresīvāka vide, jo uzticamākam jābūt caurules materiālam.
Svarīgs! Ja sistēma tiks iztīrīta, izmantojot skābi, tad ieteicams izvēlēties nerūsējošā tērauda caurules. Nerūsējošajam tēraudam piemīt augstas pretkorozijas īpašības, tam ir lieliska izturība pret agresīviem reaģentiem un turklāt tam ir zems siltumvadītspējas koeficients.
Korpusu un cauruļu siltummaiņi ir diezgan apjomīgas ierīces, tāpēc, izvēloties tos, ir vērts padomāt par to izmēriem, lai nākotnē nebūtu grūtību ar to transportēšanu un uzstādīšanu.
Negabarīta ierīcēm ir ievērojams svars, kas palielina transportēšanas izmaksas
Jāņem vērā arī tas, ka pēc uzstādīšanas darbiem rekuperatora priekšā jābūt pietiekami daudz vietas, lai vajadzības gadījumā varētu veikt ierīces operatīvo remontu. Jābūt pietiekami daudz vietas, lai cauruļu sistēmu varētu noņemt no korpusa. Apvalka un caurules siltummainim jābūt tādam, kas ņem vērā brīvu piekļuvi ne tikai galvenajiem elementiem, bet arī citām rezerves daļām. Īpaši tas attiecas uz vadības ierīcēm.
Cauruļu un čaulu siltummaiņa darbības padomi
Šāda veida siltummaiņi, kaut arī tās ir diezgan nepretenciozas ierīces, tomēr agrāk vai vēlāk tām ir nepieciešama profilaktiska tīrīšana vai remonts.
Siltummaiņa remonts rada dažas sekas - visbiežāk tas ir siltuma pārneses koeficienta samazinājums. Visneaizsargātākā apvalka un caurules sildītāja daļa ir caurule. Parasti tie ir tie, kas izraisa sadalījumu. Zinot par šo siltummaiņu īpašību, eksperti iesaka tos iegādāties ar rezervi. Turklāt problēmas bieži rodas, ja šīs ierīces regulē kondensāts. Jebkuras izmaiņas rada novirzes siltuma pārneses zonā. Siltuma pārneses laukuma izmaiņas parasti ir nelineāras.
Veikt šādu ierīci ar savām rokām ir diezgan grūti, un dažos gadījumos neiespējami. Korpusa un caurules siltummainis ir ļoti sarežģīts aprīkojums, kura ražošanai ir stingri jāievēro tehnoloģiskais process, kas ietver daudzus posmus.
