Трубные пучки кожухотрубчатых теплообменников: базовые функции

Трубчатые теплообменники появились гораздо позднее пластинчатых: лишь с развитием серьезных производств, на которых требовалось мощное теплообменное оборудование. Первоначально любые типы подобного оборудования были пластинчатыми: еще во времена римской империи вода в банях остужалась при помощи простейших пластинчатых устройств в виде рифленых щитов.

Когда вместо пластин начали использовать трубные пучки, появилось и разделение на трубчатые и пластинчатые теплообменные агрегаты. Устройство трубчатых теплообменников всегда представляет сотой некий кожух, внутри которого тем или иным способом размещаются пучки труб.

Процесс теплообмена осуществляется за счет перемещения рабочих сред внутри пучков труб и в межтрубном пространстве. А интенсивность теплообмена как раз и зависит от того, как устроены трубные пучки.

Именно таким способом функционирует кожухотрубчатый теплообменник: один из самых распространенных типов теплообменного оборудования на разных типах производств: от пищевого до нефтехимического.

Интенсивность работы агрегата зависит от площади теплообменной поверхности. Поэтому этот тип оборудования отличается большими габаритами. В наш век компактных мобильных устройств до сих пор еще не решена проблема уменьшения габаритов кожухотрубчатых теплообменников. Есть лишь некоторые приемы, которые помогают немного сократить габариты. И практически все эти приемы связаны с различными вариантами изменений трубного пучка.

Что можно сделать, чтобы увеличить теплообменную поверхность без увеличения габаритов? Можно просто увеличить количество трубных пучков внутри кожуха. Правда, этот процесс тоже не может быть бесконечным. При слишком большом числе труб есть тенденция к расшатыванию их креплений внутри кожуха. Это не самым лучшим образом отражается на эффективности работы всего агрегата.

Когда повышать площади теплообменных поверхностей уже нет возможности, начинается поиск путей изменения их теплопроводных свойств. Сделать это можно либо за счет применения других материалов, либо за счет внедрения шероховатых поверхностей. Это помогает повысить турбулентность потока, из-за чего повышается и интенсивность теплообменных процессов.

В целом от свойств и особенностей трубных пучков зависят многие параметры работы теплообменных агрегатов. В дальнейшем перспективы развития отрасли по производству теплообменников сводятся именно к тому, чтобы экспериментировать со свойствами труб, способом их размещения и крепления. Уже сегодня это дает результаты и многие агрегаты удается сделать более компактными, не потеряв интенсивности их работы.