Каким требованиям должен соответствовать кожухотрубчатый теплообменник?

Технический прогресс не стоит на месте и затрагивает практически все отрасли промышленности. Но некоторые из них не могут развиваться дальше в необходимых темпах из-за того, что используют устаревшее теплообменное оборудование. Глобальных открытий в области теплофизики пока не происходило. А глобальные требования к производству теплообменного оборудования выдвигаются временем каждый год. Поэтому и встает проблема поиска новых путей проектирования, чтобы соответствовать новым требованиям в рамках старых технологий.

Это в большей степени относится к такому типу теплообменного оборудования как кожухотрубчатый теплообменник. Он представляет собой кожух, в который заключены трубные пучки. В трубном и межтрубном пространстве движется теплоноситель и обеспечивает протекание теплообменных процессов. От характера и интенсивности их протекания зависит мощность самого агрегата.

Такого типа теплообменное оборудование стало очень востребованным на заре развития промышленности. В тот период кожухотрубчатые агрегаты стали лидерами и практически вытеснили пластинчатые теплообменники.

Сейчас происходит попытка замены некоторых слишком громоздких кожухотрубчатых агрегатов пластинчатыми, которые гораздо более компактны. Но это не всегда возможно из-за того, что пластинчатые агрегаты не в состоянии удовлетворить все нужды производства. Поэтому так или иначе приходится экспериментировать с параметрами кожухотрубчатых агрегатов.

Основная задача – уменьшить габариты, повысив при это тепловую мощность. При этом нужно помнить, что тепловая мощность и размеры находятся в прямой зависимости. Поэтому если стоит задача сократить размеры, нужно подумать о том, как компенсировать уменьшение теплообменных площадей. Иначе будет происходить неизбежная потеря тепловой мощности.

Один из вариантов – выбрать материалы с повышенной теплопроводностью. Однако, это не всегда бывает оправдано экономически, поскольку стоимость таких материалов довольно высока. Остается экспериментировать с характером движения теплоносителя. За счет повышения его тепловой мощности можно повышать и КПД всего агрегата. Для этого используются либо специальные приемы закручивания потока, чтобы повысить его тепловую мощность, либо примешивание к потоку жидкого теплоносителя различных твердых частиц. И то, и другое помогает повысить интенсивность протекания процессов теплообмена, а значит влияет и на конечную мощность работы агрегата.

В итоге тепловой агрегат соответствует двум основным требованиям: он уменьшен в размерах и повысил свою тепловую производительность. Разумеется, такие агрегаты пока еще трудно назвать теплообменниками нового поколения. Но первый шаг в этом направлении уже сделан за счет проектирования подобного оборудования.