Жылулық аппараттары

Жылуалмастыру және буландыру аппараттарының типтік конструкциялары. Қозғаушы күші температуралар айырмасы болып табылатын жылуалмасу процестері түрлі типтегі және конструктивтікті орындалудағы жылуалмастыру аппараттарында атқарылады. Жылуды алмастыру тәсілі бойынша жылуалмастыру аппараттары беттік және араластырушы болып түрленеді. Беттік тәсілде жылулық алмасуға қатысушы жұмысшы орталардағы жылу беруді немесе жылуәкетуді жылуөткізгіштегі жоғары материалдардан жасалған қабырғалар арқылы іске асырса, ал араластырушы жылуалмастырғыштарда жылудың берілуі жұмысшы орталардың бір-біріменен тікелей әрекеттелуі барысында жүреді.

Тәсілдің нақтылы қолданылуы жылуалмасушы орталардың араласа алатындығында, яғни технологиялық шарт.

Беттік жылуалмастыру аппараттары рекуперативті және регенеративті болып бөлінеді. Рекуперативті аппараттарда түрлі жылуалмастырғыштар арасында жүретін жылуалмасу бөліп тұрған қабырға арқылы жүреді. Мұнда қабырғаның әрбір алмастыру беті бірлігінде жылулық ағын бағытын өзгертпейді. Регенеративті жылуалмастырғыштарда жылутасмалдаушы орталар қыздыру бетіменен кезектесе жанасады. Мұнда жылулық ағынның бағыты жылуалмастыру бетінің әрбір нүктесінде мезгілді ауысып отырады.

Өнеркәсіпте ауқымды қолданыс тапқаны, бұл үздіксіз әсердегі рекуперативті беттік жылуалмастыру аппараттары, және де бұл аппараттар бірқатар белгілеріне қарай бірнеше түрге бөлінеді.

- Жұмысшы орталардың қозғалу бағытына қарай бағыттас, қарсы, қиылысқан және аралас ағысты болып түрленеді.

- Құбырлы кеңістіктегі жұмысшы орталардың жүрістер санына қарай біржүрісті немесе көпжүрісті болып түрленеді.

- Конструкторлық материалының бетіне қарай аппараттар болат және бейболатты (мысалы, графитті және т.б.) болып түрленеді.

- Жылуалмасу аппараттарын қабылдаудада ескерілуге тиісті белгілері, бұл жылуалмасу бетінің конфигурациясы, жинақталуы, конструктивтік қатаңдығы және т.б.

Жылуалмасу аппараттарының жалпылама белгілері бойынша топтастырылған схемасы 1 суретте келтірілген.

Жылуалмастыру аппараттарының арасындағы өнеркәсіп кәсіпорындарында кең таралғаны қаптамақұбырлы жылуалмастыру аппараттары, және де бұл конструкциядағы жылуалмастырғыштар құрлымдық үйлестірілуіне қарай келесідегідей белгіленеді: ТН-жылжымайтын құбырлы торлы; ТК-қаңқадағы температуралық компенсаторлы; ТП-толқымалы бүршікті; ТС-толқымалы бүршіктегі сальникті; ТУ-U-тәріздес жылуалмастырушы құбырлы.

Технологиялық тағайындалуына қарай қоздырғыш, суытқыш, конденсатор және қайнатқыш бола алады.

1 сурет. Жылуалмастыру аппараттарының топтастырылу схемасы.

Жылутасмалдаушы орталардың қозғалу жылдамдығын арттыру, осыған орай жылуалмасу коэффициентін арттыру мақсатында қаптамақұбырлы жылуалмастыру аппараттары көпжүрісті етіп жасалады.

Жартылай қатаң конструкциядағы жылуалмастырғыштар 10-15 мм дейінгі температуралық деформациялануды компенсациялай алады, және де құбыраралық кеңістіктегі шартты қысым 0,25 МПа аспайды. Жылуалмастырғыштардың бөлшектері мен жинақ бірліктерін жұмысшы орталардың параметрлері мен қасиеттеріне орай түрлі маркадағы болаттардан, түсті қорытпалардан, бейметалдардан және бейметаллдық материалдардан (фторопласт, көмірліграфит және т.б.) дайындалады.

Аппарат қаңқасын цилиндрлік қабық түрінде табақшалы прокаттан жалаңқабатты және астарқабатты етіп дайындайды.

Құбырлық тор құбырларда теңбүйірлі үшбұрыш немесе квадрат жоталарында құбырларды бекіту үшін саңылау ойылған тұтас немесе құрамалы диска болып келеді. Құбырлы торда құбырлар тегіс немесе сақиналы канавкалы саңылауда розвальцовкалануменен, розвальцовкалап ұшын жиектеумен, пісіріп дәнекерлеп немесе желімдеп бекітеді. Құбырды құбырлы торда бекітудің конструктивті орындалуын бейнелеуші нобайлар 2 суретте келтірілген.

2 сурет. Құбырлы тордағы саңылаудың және онда құбырдың бекітілуінің түрлері мен нұсқалары.

Жазық бетті жылуалмастырғыштарға қатысты конструкциясының бірі бұл пластиналы жылуалмастырғыш. Аппарат және плпстиналардан, пластиналарды біріктіруші екі плитадан, және біріктіруші горизонтал штангадан, гайкадан, төлкеден және бүйірлік керменрден тұрады. Аппарат тірекке және плитаға орнатылады.

Жылуалмасу беті арасында, 3-6 мм арна пластиналар жұбы орнатылады. Пластиналар 0,7 мм- дейінгі қалыңдықтағы жұқақабырғалы табақшадан штампталып жасалған. Бұл аппараттарда жылутасмалдағыштар қарсы, бағыттас және аралас ағыста қозғалады. Аппараттың басқа типтегі жылуалмастырғыштарға қарағандағы артықшылығы: жылуалмасудың қарқындылығы (К≥3800 КТ/м²); аз гидравликалық кедергінің болуы; дайындалуының қарапайымдылығы, монтаждау және жылуалмасу бетін ластантазалаудың ыңғайлылығы. Аппараттың кемшілігіне оның үлкен қысымда (1 МПа аспайтын) және температурада (150 °С дейінгі) жұмсақ химиялық және термиялық төзімді төсем материалын қабылдаудың қиындығымен түсіндірілетін сенімсіз жұмысы.

Спиральді жылуалмастырғыштар, өздігінде спираль түрінде оралған және бөліп тұрушы бөгетке (кернаға) пісіріліп бекітілген жұқа металл табақша болып келеді. Табақшаларға қатаңдық пен тұрақтылық беру, және арақашықтығын бекіту мақсатында спиральдар арасында қашықтандырушы бабышкалар бекітілген. Спиральдік орам бүйірлік беттерінде екі қақпаққа пісіріліп бекітілген.

Спиральді жылуалмастырғыштар жинақылығымен, аз гидравликалық кедергісіменен, сондай-ақ жылутасмалдағыштардың үлкен жылдамдықтарындағы жылуалмасудың елеулі қарқындылығыменен ерекшеленеді.

Бұл жылуалмастырғыштардың кемшілігіне дайындалуы мен жөндеудің күрделілігін, жұмысшы орталардың қысымы 1 Мпа асқан жағдайда қолданаалмау мүмкіндігін келтіруге болады.

Сонымен қатар химия, мұнайхимия және сыбайлас өнеркәсіп кәсіпорындарында жылуалмасу процесі үшін ауамен суыту аппараттарында (АСА) жиі қолданады.

Рекуперативті жылуалмастырғыштардың негізгі түрлерінің схемалары

Қаптамақұбырлы жылуалмастырғыш

Біржүрісті тік: 1-қақпақ; 2-құбырлы тор; 3-қаңқа; 4-тірек; 5- құбырлар.

Көпжүрісті тік (қатаң): 1-қақпақ; 2-қақпақ бөгеті; 3-құбырлы тор; 4-құбыраралық кеңістіктегі бөгет; 5-қаңқа; 6-тірек; 7-құбыр.

Жартылай қатаң линзалы компенсаторлы: 1-қаңқа; 2-компенсатор; 3-құбырлар; 4-құбырлы тор; 5-қақпақ.

Қатаң жылжымалы құбырлы тормен: 1-қаңқа; 2-құбырлы тор; 3-қақпақ; 4-қақпақ бөгеті; 5-жылжымылы құбырлы тор; 6-жылжымалы қақпақ

U-тәріздес құбырлы бейқатаң: 1-қатаң; 2-бөгет; 3-құбыр щоғыры.

Қаңқадағы сальниктік тығыздаушы бейқатаң: 1-қақпақ; 2-құбырлы тор; 3-құбырлар; 4-стакан; 5-сальниктік тығыздауыш; 6-қаңқа

Қосқұбырлы горизонталды: 1,3-құбырлы торлар; 2-ішкі құбыр; 4- сыртқы құбыр.

Элементтік: 1-секция қаптамасы; 2-құбырлар; 3-линзалы компенсатор; 4-фланец; 5-калач.

«Құбырдағы құбыр» типті жылуалмастыру құрылғылары.

Қосқұбырлы: 1-ішкіқұбыр; 2-сыртқы құбыр; 3-патрубок; 4-калач

Ирек құбырлы жылуалмастыру аппараттары.

Ирекқұбырлы: 1-спиральді ирек; 2-қаңқа; 3-ішкі стакан; 4-иректі бекіту.

Себенленуші: 1-түзу құбырлар секциясы; 2-калач; 3-тарату науашалары; 4-рама; 5-поддон.

Пластиналы типтегі жылуалмастырғыштар

Пластиналы жылуалмастырғыш: 1-жылжымайтын плита; 2- І жылутасмалдағыш кірер және шығар келтеқұбыры; 3- ІІ жылутасмалдағышқа арналған келтеқұбыр; 4-жұппластиналар; 5-жылжымалы плита; 6-сыққан құрылғы; 7- ІІ жылутасмалдағыш келтеқұбыры; 8- І жылутасмалдағышты беру және шығару келтеқұбыры; 9- тақ пластиналар.

Пастиналы калориферлер: 1-коденсатты қабылдауға арналған коллектор; 2-қабырғаландырылған құбыр; 3-бу беру коллекторы.