На нашем интернет портале море информации по пищевой
и перерабатывающей промышленности, АПК и пищевой тематике
» » Кожухотрубчатые аппараты (часть 1)

Кожухотрубчатые аппараты (часть 1)

В соответствии с классификацией рекуперативных теплообменников целесообразно рассмотреть конкретные конструкции аппаратов различного типа. В пищевой промышленности наибольшее распространение получили кожухотрубчатые аппараты как одноходовые, так и многоходовые по трубному и межтрубному пространству; с различными направлениями потоков теплоносителей и жесткостью конструкции; однокорпусные и многокорпусные—-элементные. Ниже будут рассмотрены конструкции этих аппаратов и устройство отдельных элементов.
Аппараты жесткой конструкции. На рис. 1.1. приведена схема вертикального одноходового кожухотрубчатого аппарата жесткой конструкции. В кожухе 1 размещена трубчатка, состоящая из двух трубных решеток 3 и пучка нагревательных трубок 2, концы которых развальцованы в отверстиях решеток. Для подвода  и удаления продукта аппарат имеет патрубки 9 и 4. Греющий пар подводится через патрубок 7, а конденсат удаляется через патрубок 14. Для установки аппарата служат опорные лапы 8.

Одноходовой кожухотрубчатый аппарат жесткой конструкции
Рис. 1.1. Одноходовой кожухотрубчатый аппарат жесткой конструкции
Двухкорпусный кожухотрубчатый аппарат
Рис. 1.2. Двухкорпусный кожухотрубчатый аппарат

Продуктовые камеры 6 и 11 состоят из цилиндрической обечайки и приваренных днищ, например сферического неотбортованного днища 10 или выпуклого днища 5 с цилиндрической отбортовкой.
В этих аппаратах трубные решетки либо привариваются к кожуху, либо зажимаются фланцами 12 с прокладками 13. Кожух и трубки жестко связаны между собой трубными решетками, поэтому в аппаратах жесткой конструкции отсутствует компенсация разности тепловых удлинений трубок и корпуса. В связи с этим такие аппараты могут применяться при сравнительно небольших разностях температур между трубками и корпусом (не более 40 °С).
Вследствие малой скорости движения теплоносителей одноходовые теплообменники работают со сравнительно невысоким коэффициентом теплопередачи. Повышение этого коэффициента может быть достигнуто путем применения трубок небольшого диаметра, в которых продукт будет двигаться с большей скоростью. Однако это часто приводит к необходимости создавать многокорпусные или многоходовые аппараты.
На рис. 1.2 дана схема двухкорпусного кожухотрубчатого аппарата. В корпусе I продукт движется внутри нагревательных трубок сверху вниз, в корпусе II — снизу вверх.
 Схема многоходового аппарата по трубному пространству
Рис. 1.3. Схема многоходового аппарата по трубному пространству
Схема многоходового аппарата по межтрубному пространству
Рис. 1.4. Схема многоходового аппарата по межтрубному пространству

На рис. 1.3 показана схема четырехходового кожухотрубчатого аппарата. Его крышка разделена перегородками, образующими три продуктовые камеры I, II, III. Днище имеет две продуктовые камеры — А и Б. Из верхней камеры I продукт опускается в камеру А, откуда поднимается по трубкам в камеру II. Затем он последовательно проходит камеры Б и III и выходит из аппарата. Таким образом, продукт, проходя последовательно пучки трубок, совершает четыре хода: два — вниз и два — вверх. Такие аппараты называют многоходовыми по трубному пространству. Обычно они изготавливаются с числом ходов от 2 до 12.
На рис. 1.4 приведена схема горизонтального аппарата: одноходового по трубному пространству для теплоносителя I, движущегося внутри трубок, и трехходового по межтрубному пространству. Межтрубное пространство здесь разделено двумя перегородками на три секции — А, Б и В — так, что теплоноситель II, омывающий наружную поверхность трубок, проходит их последовательно.
На рис. 1.5 дана конструкция аппарата смешанного тока. По трубному пространству для теплоносителя I этот аппарат является двухходовым, а по межтрубному для теплоносителя II — пятиходовым.
Многоходовой аппарат по трубному и межтрубному пространству

Рис. 1.5. Многоходовой аппарат по трубному и межтрубному пространству
На рис. 1.6 показаны варианты крепления трубных решеток. Соединение трубок с трубными решетками должно быть плотным и прочным.
Крепление трубных решеток
Рис. 1.6. Крепление трубных решеток
а — приварена к корпусу; б — зажата между фланцами, в — прикреплена к фланцу кожуха болтами

Это соединение осуществляется различными способами (рис. 1.7). Перед вальцовкой концы трубок и отверстия в трубных решетках тщательно обрабатываются, зазор между трубкой и отверстием не должен превышать 1 % от диаметра. Концы трубок вставляются в отверстия решетки, после чего роликами вальцовки концы трубок подвергают внутренней обкатке. При этом в стенках трубки создаются остаточные пластические., а в трубной решетке — упругие деформации, благодаря которым материал трубной решетки после развальцовки плотно' сжимает концы трубок. Для большей прочности соединения применяют развальцовку на конус или с канавками в отверстиях трубной решетки.
Приварка стальных трубок обеспечивает высокую прочность соединения. Однако в случае выхода трубки из строя замена ее невозможна. Припайка трубок применяется в охлаждающих аппаратах, изготовляемых из меди и латуни. Сальниковое крепление трубок служит и компенсатором температурных удлинений, однако такое соединение сложно в изготовлении и увеличивает расстояние между трубками, что приводит к увеличению' диаметра аппарата.
Для наблюдения за уровнем жидкости и процессом кипения в теплообменных аппаратах служат смотровые окна, которые* выполняются круглыми или прямоугольными.
Крепление труб в трубных решетках
Рис. 1.7. Крепление труб в трубных решетках:
а, б, в, г — развальцовки: цилиндрическая, с канавками, на конус, с отбортовкой; д — припайка трубок; е — приварка трубок; як — сальниковое крепление

Смотровые окна:
Рис. 1.8. Смотровые окна:
а —круглое, б — продольное; 1— бобышка, 2 — фланец, 3 — стекло, 4 — шпильки, 5 — прокладки, 6 — продольные канавки

Круглые окна имеют стекла диаметром 60 или 165 мм и толщиной соответственно 10 и 20 мм. Стекла устанавливают с помощью мягких прокладок (рис. 1.8, а) между двумя кольцами, одно из которых приварено к корпусу, а другое затянуто шпильками.
Прямоугольные стекла имеют сечение 17x34 и длину до- 320 мм. На их поверхности есть продольные канавки, которые, рассеивая свет, облегчают наблюдения.
Установка гильз для термометров
Рис. 1.9. Установка гильз для термометров:
а — гильза с фланцем; б— гильза, вваренная в корпус с укрепляющими косынками; в, г—гильза латунная, ввернутая в приваренный штуцер

Стекла устанавливают на прокладках в прямоугольную рамку (рис. 1,8,б). Иногда по окружности аппарата располагают несколько окон, у одного из них ставят лампу для освещения внутренней полости аппарата.
Для монтажа стеклянных термометров или термопар предусматривают гильзы (рис. 1.9). Их изготавливают из куска трубы с заваренным наглухо концом и присоединяют к корпусу на фланце приваркой или ввертывают в приваренный штуцер.
  • Похожие материалы
    • Выбор типа теплообменного аппарата

      Выбор типа теплообменного аппарата
      13-04-2013
      Выбор типа аппарата должен производиться с учетом перечисленных требований, в зависимости от конкретных условий выбранного теплового процесса. Многообразие видов и
    • Кожухотрубчатые аппараты (часть 3)

      Кожухотрубчатые аппараты (часть 3)
      12-04-2013
      Выпарные аппараты часто работают под разрежением. Выпаривание некоторых растворов, например сахарных, проводится при пониженных температурах кипения, что позволяет
    • Кожухотрубчатые аппараты (часть 2)

      Кожухотрубчатые аппараты (часть 2)
      12-04-2013
      Расположение люков и лазов как в крышках, так и в корпусе аппарата должно обеспечивать удобный осмотр и ремонт аппарата. Люки и лазы должны быть герметичными и не
    • Змеевиковые аппараты. Аппараты с комбинированной

      Змеевиковые аппараты. Аппараты с комбинированной поверхностью теплообмена
      12-04-2013
      В качестве примера на рис. 1 приведена схема холодильника для водно-спиртовых паров с комбинированной поверхностью теплообмена, применяемого в брагоперегонных аппаратах
    • Концентрирование жидких сиропов и уваривание очищенных

      Концентрирование жидких сиропов и уваривание очищенных густых сиропов до патоки
      23-09-2012
      Жидкий паточный сироп получается на предприятиях, работающих по второй и третьей схемам. В связи с тем что сгущение такого сиропа сопровождается частичным выпадением