Калориферы
Это теплообменные аппараты, предназначенные для передачи теплоты от среды с более высокой температурой (теплоносителя) к среде с более низкой температурой (сушильному агенту). Калориферы относятся к рекуперативным теплообменникам, в которых теплота от одной среды к другой передается через разделяющую их стенку. В газовых сушилках используют смесительные теплообменники, в которых теплота передается в процессе смешения нагревающей среды с нагреваемой.
В зависимости от применяемых теплоносителей калориферы делятся на паровые, водяные, огневые и электрические. В промышленных сушильных установках используют преимущественно водяные и реже паровые калориферы.
Водяной (или паровой) калорифер представляет собой замкнутую систему сообщающихся металлических трубопроводов, омываемых снаружи циркулирующим сушильным агентом, а изнутри обогреваемых горячей водой или паром.
В водяном и паровом калорифере теплообмен происходит между теплоносителем с большим коэффициентом теплоотдачи a1 и сушильным агентом с малым коэффициентом теплоотдачи a2 (a1 >> a2). Поэтому в сушилках применяют калориферы с оребренной поверхностью. Увеличивая поверхность теплообмена F2 со стороны сушильного агента путем её оребрения, тем самым увеличивают количество теплоты, передаваемой от теплоносителя (поверхность теплообмена F1) к сушильному агенту. При этом добиваются выполнения условия a1F1 » a2F2.
В сушилках до последнего времени применяли калориферы двух конструктивных типов: сборные, монтируемые из стандартных труб внутри сушильного пространства, и компактные калориферы заводского изготовления, устанавливаемые в специальных внутренних или внешних воздуховодах сушилок.
Для монтажа сборных калориферов чаще всего применяли отопительные чугунные ребристые трубы (ГОСТ 1816-76) с фланцевыми соединениями (рис. 4.15). Требуемая поверхность нагрева калорифера набиралась из отдельных труб, которые группировались в секции, имеющие самостоятельное питание паром, а внутри секции соединялись параллельно или последовательно с уклоном около 0,01 в направлении стока конденсата. Конкретные схемы монтажа калориферов определялись конструктивными особенностями сушилок.
Невысокая стоимость и высокая коррозийная стойкость способствовали их применению в камерах в строительных ограждениях. Однако они имеют большую удельную металлоемкость (17,84 кг/м2), большие габаритные размеры, увеличенный объем монтажных работ и недостаточную надежность из-за большого числа фланцевых соединений. Поэтому в современных сушильных камерах сборные калориферы из чугунных ребристых труб не применяются.
Рис. 4.15. Чугунная ребристая труба
Из компактных калориферов в сушильных установках наибольшее применение нашли стандартные (ГОСТ 7201-80) стальные пластинчатые калориферы общего назначения.
|
 |
Пластинчатый калорифер (называемый также воздухонагревателем) состоит (рис. 4.16) из двух распределительных коробок (коллекторов) 1 и 3, соединенных оребренными трубками 6. Стенки коллекторов с отверстиями, куда ввальцовываются трубки, называются трубными решетками. Пар (или горячая вода) подается через входной патрубок 2 и, проходя по трубкам, нагревает через поверхность их оребрения воздух, продуваемый перпендикулярно трубкам. Отработавший теплоноситель удаляется через выходной патрубок 7. Воздушный поток, проходящий через калорифер, ограничен с двух сторон коллекторами, а с других двух сторон – боковыми щитками 4. К щиткам и коллекторам крепятся фланцы 5, к которым при необходимости присоединяют воздуховоды.
По характеру циркуляции теплоносителя пластинчатые калориферы подразделяются на два типа: одноходовые, обогреваемые паром, и многоходовые, обогреваемые водой. В одноходовых калориферах (рис. 4.17, а) теплоноситель движется по всем трубкам в одном направлении, а в многоходовых (рис. 4.17, б) – несколько раз изменяет свое направление на обратное, для чего коллекторы разделяются перегородками на несколько замкнутых камер.
Достоинство пластинчатых калориферов – их компактность при большой поверхности нагрева и повышенная по сравнению со сборными калориферами интенсивность теплоотдачи, а также небольшая удельная металлоемкость (4,0…5,4 кг/м2). Однако эти калориферы не вполне отвечают условиям эксплуатации в сушилках (высокая температура и влажность среды с примесью химически активных веществ, выделяемых из древесины). Они быстро ржавеют и требуют частых ремонтов и замены. По данным Гипродрева, срок службы пластинчатых калориферов в сушильных камерах составляет два – три года. Кроме того, они имеют большое аэродинамическое сопротивление со стороны сушильного агента, а, следовательно, и большой расход электроэнергии на привод вентиляторов, особенно значительный, если последовательно по движению сушильного агента включить несколько калориферов.
Рис. 4.17. Схемы движения теплоносителя в одноходовом (а)
и многоходовом (б) калориферах
Хорошей коррозионной стойкостью в слабокислой среде сушильного агента обладают специальные биметаллические калориферы. Трубки таких калориферов представляют собой несущие стальные трубки 1, защищенные снаружи ребристой оболочкой 2 из алюминиевого сплава (рис. 4.18). Из оребренных биметаллических трубок и стальных толстостенных коллекторов изготавливают калориферы требуемых размеров или секции для монтажа сборных калориферов. Такие калориферы по совокупности энергетических, конструктивных и технологических характеристик превосходят лучшие стандартные калориферы. Так по коэффициенту теплопередачи они почти в два раза, а по коррозионной стойкости в 5…6 раз превышают пластинчатые (сантехнические) калориферы. Удельная металлоемкость их не превышает 2,7 кг/м2.
В настоящее время производят четыре типа биметаллических труб конструктивные размеры которых приведены в табл. 4.1. Трубы типа I применяют для изготовления компактных стандартных калориферов, типа II и III – для изготовления индивидуальных калориферов в сушильных камерах, типа IV – для калориферов с вертикальной установкой труб.
Рис. 4.18. Биметаллическая ребристая труба
Таблица 4.1
Дата добавления: 2015-05-21; просмотров: 2042;