51. Күрделі жылу алмастырғыштар

Шиыршықты жылу алмастырғыштар. Шиыршықты жылу алмастырғышта (VII1-24 сурет) жылу алмасу беті шиыршық түрінде оралған металл беттерімен (1 және 2) түзіледі. Беттердің ішкі ұштары бітеу қабырғаға (3) дәнекерленген, ал олардың сыртқы штары бір бірімен дәнекерленген. Бүйір жақтарынан шиыршықтар астарларда орнатылған және қақпақтармен (4 және 5) жабылған. Осылайша, аппарат ішінде бір-бірімен оқшауланған екі шиыршықты арықша (ені 2-8 мм) түзіледі, олар арқылы әдетте қарсы ағынмен жылу тасымалдағыштар қозғалады. Суретте көрсетілгендей І жылу алмастырғыш төменгі штуцер арқылы кіреді де, жылу алмастырғыштың оң қақпағындағы бүйір штуцерден шығады, ал ІІ жылу тасымалдағыш сол бүйір штуцер арқылы кіріп, жоғарғы штуцер арқылы шығады.

Сонымен қатар, газдардың қыздырылуы мен суытылуы және булардың конденсациясы үшін қолданылатын қиылысатын ағынды шиыршықты жылу алмастырғыштардың құрылыстары да белгілі.

Шиыршықты жылу тасымалдағыштары өте жинақы, жылу тасымалдағыштардың жоғары жылдамдықтарында (сұйық үшін 1-2 м/сек) жұмыс істейді және орталардың жылдамдықтары бірдей болғанда әртүрлі типті түтікті жылу алмастырғыштарға қарағанда төмен гидравликалық кедергіге ие болады. Сонымен бірге, бұл аппараттарды құрастыру қиын және олар 1010^б н/м² (10 am)-дан жоғары болмайтын шектелген артық қысымдарда жұмыс істейді, себебі беттер қалыңдығы артқан сайын шиыршықтарды орау қиындайды, сонымен бірге, шиыршықтар мен қақпақтар арасында тығыз жалғануды жасау кезінде қиындықтар туындайды.

­ Шнекті жылу алмастырғыштар. Жоғары тұтқыр сұйықтар мен сусымалы материалдарды (жылу өткізгіштігі төмен) жылулық өңдеу кезінде жылу берілу аппарат қабырғаларымен түйісетін материал бетінің үздіксіз жаңартылуы жолымен интенсификациялануы мүмкін. Бұған шнектер көмегімен материалдың араластырылып, бір мезгілде жылжуы арқылы жетуге болады (VII1-28 сурет). Материал қаптама (2) бар корпустың (1) бір ұшынан кіріп, бір-біріне қарсы айналып қозғалатын шнектермен (3 және 4) араластырылып, корпустың қарама-қарсы жатқан шығарушы ұшына тасымалданады. Кейде жылу аламасу бетін үлкейту үшін шнектерді қуыс етеп жасап, оларға сальниктермен (5) жабдықталған қуыс біліктер арқылы жылу алмастырғыш шнектердің қуыс түйіндеріне жіберіледі.

5 2.Жылу тасмалдағыштар. Су, су буы, өткір және қатаң буминиралды майлар және т.б.олардың артықшылығы мен кемшілігі. Қолдану аймағы. Жылу алмастырғыштар деп бір заттан екіншісіне жылу беруге арналған аппараттар. Жылуды беру үрдісіне қатысатын заттарды жылу тасымалдағыштар деп атайды. Қыздырылушы ортаға қарағанда жоғары температураға ие және жылуды беретін жылу тасымалдағыштарды қыздырушы агент деп атайды, ал ортаға қарағанда температурасы төмен және жылуды қабылдайтын жылу тасымалдағыштар суытушы агенттер деп аталады. Химиялық технологияда жылудың тура көздері ретінде отынның жануының газ тәрізді өнімі болып табылатын отын газдар және электр энергиясы қолданылады. Осы көздерден жылуды алып оны жылу алмастырғыштың қабырғасы арқылы қыздырылушы ортаға беретін заттар аралық жылу тасымалдағыштар деп аталады. Кең тараған аралық жылу тасымалдағыштарға су буы және ыстық су, сонымен бірге жоғары температуралы жылу тасымалдағыштар – асқын қыздырылған су, минералды май, органикалық сұйықтар (және олардың булары), балқытылған тұздар, сұйық металлдар және олардың балқымалары жатады.

Кең қолданылатын қыздырушы агент болып су буы табылады. Бұл оның жылу тасымалдағыш ретінде артықшылығымен түсіндіріледі. Будың конденсациясының нәтижесінде ьудың салыстырмалы аз шығынында көп мөлшерде жылу алынады

Қаныққан будың маңызды артықшылығы болып оның конденсациясының (берілген қысымда) тұрақты температурасы табылады, бұл қыздыру температурасын дәл ұстауға мүмкіндік береді, сонымен бірге қыздырушы будың қысымын өзгерте отырып оны реттеуге болады.

Бу конденсатының жылуын қолданғанда қыздырушы бу құрылғыларының пайдалы әсер коэффициенті жоғары. Бу сонымен бірге жылу тасымалдағыштарға қойылатын талаптарды (жеткіліктігі, өртке қауіпсіздігі) қанағаттандырады.

Су буының негізгі кемшілігі – температураны жоғарылатқанда қысымның жоғарылауы. Осының салдарынан, қаныққан су буымен қыздырудағы температура әдетте 180-190 °С аспайды, бұл жағдайда қысым 10-12 am. Үлкен қысымда қалың қабатты және қымбат бағалы жылу алмастырғыш аппарат қажет, сонымен бірге коммуникация және арматура шығындары жоғары.

Бітеу бумен қыздыру. Жылуды жылу алмастырғыш аппараттың қабырғасы арқылы беретін бітеу бумен қыздыру кең таралған. Будың шығынын болдырмау үшін және аппараттан бу конденсатын буды шығармай жоюды ұйымдастыру үшін арнайы құрылғылар – конденсат әкеткіштер (VIII-2 сурет) қолданылады.

Өткір бумен қыздыру. Егер, қыздырылатын орта бу конденсатымен араласатын болса, қыздырылатын ортаға тікелей енгізілетін өткір бумен қыздыру қолданылады. Қыздырудың бұл түрі бітеу бумен қыздыруға қарағанда қарапайым және будың жылуын жақсы қолдануға мүмкіндік береді, себебі бу конденсаты қыздырылушы сұйықпен араласып, олардың температуралары теңеседі.

Егер, қыздыру кезінде араластыру қажет болса, өткір буды енгізуді барботерлер арқылы жүзеге асырады. Бұл түбінен жабылған және жоғарыға қарайтын бірнеше саңылаулармен жабдықталған аппараттың түбінде орналасқан түтік.

Ыстық су қыздырушы агент ретінде қаныққан су буымен салыстырғанда кемшіліктері бар. Ыстық судан жылудың алыну коэффициенті басқа сұйықтар сияқты конденсирленген будан жылу алу коэффициентіне қарағанда төмен. Сонымен бірге, ыстық судың температурасы жылу алмастырғыштың бетінде төмендейді, бұл қыздырудың біртектілігін нашарлатады және оны реттеуді қиындатады. Ол әдетте 100 °С-ден жоғары емес температураға дейін қыздыру үшін қолданылады. 100 °С жоғары температура үшін жылу тасымалдағыш ретінде артық қысымдағы суды қолданады. Сумен қыздыру үшін қыздырудың циркуляциялық жүйелері қолданылады.

Отын газдармен қыздыру

Түтіндік немесе отын газдар ертеден қолданылатын қыздырушы агенттер қатарына жатады. Отын газдар қазіргі уақытқа дейін өзінің мәнін жоғалтқан жоқ, себебі ол жылу алмастырғышта аз артық қысымда 1000-1100 °С жоғары температураға дейін қыздыруды жүргізуге мүмкіндік береді. Отын газдар басқа қыздырушы агенттерді – аралық жылу тасымалдағыштарды қабырға арқылы қыздыру үшін қолданылады.

Отын газдардың кемшіліктері: жылу алмасу үрдісінде газды суытумен негізделген қыздырудың біртексіздігі, қыздыру температурасын реттеу қиындығы, газдан қабырғаға жылу беру коэффициентінің төмендігі [35-60 вm/(м²град)артық емес], қыздырылушы материалдың отынның толық жанбау өнімдерімен ластану мүмкіндігі.