Показатели качества теплообменных аппаратов
Качество теплообменника оценивают коэффициентом теплопередачи, гидравлическим сопротивлением, компактностью (м² на м³), металлоёмкостью и склонностью к загрязнению.
Широкое использование тепломассообменных аппаратов в различных холодильных установках и большое разнообразие их типов ставят задачу их выбора в соответствии с требованиями, предъявляемыми и к аппарату, и к системе в целом. В зависимости от назначения системы эти требования связаны с надежностью, ресурсом, массогабаритными и энергетическими характеристиками, стоимостью, которые существенным образом зависят от выбора материалов для их изготовления, способов обработки, снижения трудоемкости изготовления и монтажа.
Основными материалами для изготовления тепломассообменных аппаратов низкотемпературной техники служат аустенитные нержавеющие стали, медные и алюминиевые сплавы. Применение титановых сплавов пока еще ограничено в связи с высокой стоимостью титана и в некоторых случаях — с опасностью загорания в кислороде. Наибольшее распространение получили нержавеющая сталь и алюминиевые сплавы.
Недостатком аустенитных нержавеющих сталей является высокое содержание дефицитного никеля. В настоящее время в качестве заменителя стали разработана сталь 10Х14Г14Н4Т, практически не уступающая ей по всем характеристикам, но с меньшим содержанием никеля. Для работы при гелиевых температурах в особо ответственных конструкциях разработана сталь повышенной прочности 03Х20Н16АГ6. Хотя стоимость этой стали несколько выше, ее использование дает значительный эффект вследствие снижения металлоемкости и уменьшения потерь на захолаживание.
Алюминиевые сплавы широко используются в криогенной технике благодаря сочетанию хороших технологических, эксплуатационных свойств и малой плотности. Основной недостаток алюминиевых сплавов — разупрочение в сварных соединениях, особенно в крупных конструкциях. Поэтому алюминиевые сплавы применяются для изготовления аппаратов с толщиной стенки не более 20 мм.
Сравнение
| Тип | K |
|---|---|
| Пластинчатый | K 3000–7000 Вт/(м²·K) |
| Кожухотрубный | K 800–1500 Вт/(м²·K) |
| Оребрённый (воздух) | K 25–50 Вт/(м²·K) |
Смежная тема — в статье теплообменная аппаратура.
Частые вопросы
Чем пластинчатый теплообменник лучше кожухотрубного?
Коэффициент теплопередачи в несколько раз выше, аппарат компактнее.
Что учитывают кроме теплопередачи?
Гидравлическое сопротивление, загрязняемость, металлоёмкость.
Читайте также