Производство теплообменников: усиление теплообмена

Эффективность работы теплообменного оборудования зависит от того, насколько интенсивно протекают в нем теплообменные процессы, насколько максимально устранены возможные теплопотери и минимизированы энергозатраты. Многие из этих факторов формируются, когда идет проектирование и производство теплообменников.

Как можно повлиять на интенсивность теплообменных процессов? Это можно рассмотреть на примере того, как проектируются и производятся теплообменники кожухотрубные.

Для начала необходимо учесть, что коэффициент теплопередачи в таких теплообменниках зависит от созданных в агрегате условий передачи тепла между горячей рабочей средой и холодной.

Поскольку параметры рабочих сред в типовых конструкциях кожухотрубного теплообменника не могут быть изменены, основное влияние на интенсивность теплообменных процессов можно оказать за счет влияния на гидродинамический режим перемещения рабочих сред внутри теплообменного оборудования.

Производство теплообменников кожухотрубных: методы интенсификации теплообмена

Сделать гидродинамический режим работы теплообменника можно за счет нескольких методов:

• повысить турбулентность потока рабочих сред;
• изменить направление обтекания теплоносителей пучка труб (например, сделать его поперечным).

В стандартной конструкции кожухотрубного теплообменника при прохождении потока теплоносителей по межтрубному пространству скорость падет в два раза. Из-за этого снижается турбулентность потока, а как следствие – и интенсивность теплообменных процессов. Есть и еще один побочный эффект: из-за снижения скорости на стенки выпадает осадок. Со временем это приводит к образованию отложений и вновь – к снижению интенсивности теплообменных процессов.

Поэтому при расчете и производстве теплообменников кожухотрубных важно учесть основные факторы, снижающие интенсивность теплообменных процессов и скорректировать их.

Методы повышения интенсивности теплообменных процессов в теплообменниках кожухотрубных:

• увеличивать скорость движения потока теплоносителя по межтрубному пространству;
• стремиться к сохранению однородности потока теплоносителя и его непрерывности;
• найти возможность установить поперечное обмывание потоком теплоносителя максимального числа теплообменных труб.

Если при производстве теплообменников обеспечить скоростное движение теплоносителя и найти возможности для организации поперечного обмывания труб, интенсивность теплообменных процессов увеличится.

За счет повышения интенсивности теплообменных процессов можно добиться не только увеличения эффективности работы теплообменного оборудования, но и уменьшения габаритов. Так использование принципов интенсификации теплообмена позволяет производить более компактные теплообменники, работающие с более высокой эффективностью.

Помимо этого, за счет оптимизации гидродинамических процессов появляется возможность исключать и другие факторы снижения интенсивности теплообмена. За счет повышения турбулентности режима замедляется процесс образования осадков. Как следствие на стенках теплообменных поверхностей долгое время не образуется наростов и не происходит замедления теплообменных процессов. Это также способствует повышению интенсивности теплообмена.