1.8 The choice of heat exchanger
The following factors are taken into account when choosing the type and design of the heat exchanger:
- The appointment system and its processes;
- Specific heat output apparatus (the amount of heat transmitted per unit time through a unit of heat transfer surface for a given heat duty);
- Hydraulic resistance;
- Chemical aggressive coolants for construction materials;
- The degree of contamination of coolant and the nature of deposits;
- Thermodynamic parameters (temperature, pressure, volume and physical state heat transfer);
- Physico-chemical properties of heat transfer fluids;
- Thermal stresses arising from different thermal lengthening of the various parts of the heat exchanger;
- Constructive perfection: simple device, low weight and compact dimensions, design manufacturability, high efficiency;
- The cost of production.
Preliminary selection of the type of heat exchanger can be done by focusing on the data presented in Tables 1.1 and 1.2.
Таблица 1. 1 – Ориентировочные условия работы теплообменных аппаратов
|
Вид и тип аппарата |
Условное давление, МПа |
Допустимая температура, оС |
Рабочая среда, теплоноситель |
||||
|
в трубном пространстве |
в межтрубном пространстве |
в трубном пространстве |
в межтрубном пространстве |
||||
|
Кожухотрубчатые |
с неподвижными трубными решетками; |
0,6; 1,0; 1,6; 2,5; 4,0 |
0,6; 1,0; 1,6; 2,5; 4,0 |
от –30 до +350 |
Жидкость, газ, пар, загрязненные Коррозионные, высокого давления и температуры |
Газы при низких давлениях, чистые |
|
|
с температурным компенсатором на кожухе; |
0,6; 1,0; 1,6; 2,5 |
0,6; 1,0; 1,6 |
|
Жидкости, конденсирующиеся пары |
|||
|
с плавающей головкой; |
1,6; 2,5; 4,0; 6,4 |
1,6; 2,5; 4,0; 6,4 |
от +30 до +450 |
Загрязненные жидкости и газы |
|||
|
с U-образными трубами |
1,6; 2,5; 4,0; 6,4 |
1,6; 2,5; 4,0; 6,4 |
от –30 до +350 |
Чистые жидкости, кипящие жидкости |
|||
|
Спиральный |
До 1,0 |
от –20 до +200 |
Чистые жидкости и конденсирующиеся пары |
||||
|
Пластинчатый |
До 1,0 |
от +20 до +140 |
Жидкости с твердым осадком, растворы солей, щелочей, кислоты |
||||
|
Воздушного охлаждения |
0,6; 2,5; 6,4 |
от –40 до +475 |
Загрязненные жидкости, конденсирующиеся пары |
Атмосферный воздух |
|||
Таблица 1.2 – Сравнительная характеристика теплообменных аппаратов различных типов
|
Тип теплообменников |
Простота и легкость изготовления |
Возможность осуществления чистого противотока |
Достижение высоких скоростей |
Легкость очистки |
Доступность для осмотра и ремонта |
Поверхность нагрева на единицу объема, м2/м3 |
Расход металла кг/м2 |
Относительный расход металла на единицу передаваемой теплоты |
||
|
в трубах |
в межтрубном пространстве |
труб |
межтрубного пространства |
|||||||
|
Кожухотрубные: одноходовые многоходовые батарейные |
´ – ´ |
+ – + |
– + + |
– ´ ´ |
+ + + |
– – – |
´ ´ ´ |
18-40 18-40 7-16 |
35-80 35-80 35-80 |
1 1 1 |
|
Типа «труба в трубе» |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
– |
´ |
4-15 |
175 |
1,5-4,5 |
|
Погружные |
+ |
– |
+ |
– |
– |
+ |
+ |
4-12 |
90-120 |
1,0-6,5 |
|
Оросительные |
+ |
– |
+ |
не требуется |
– |
+ |
+ |
3-6 |
45-60 |
0,45-2,0 |
|
Спиральные |
– |
+ |
+ |
+ |
´ |
´ |
– |
34-72 |
30-50 |
0,2-0,9 |
|
Пластинчатые: с гладкими листами штампованный волнистый с ребрами |
´ |
+
|
+ |
+ |
+ |
+ |
´ |
10-60
300-600 600-1800 |
5-20
5-10 2-4 |
|
Примечание. В таблице приняты обозначения: «+» – соответствие требованиям; «´» – частное соответствие требованиям; «–» – несоответствие требования