III. Thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống chùm
1.Khái quát chung
Nhiệm vụ chính khi thiết kế các thiết bị truyền nhiệt là xác định bề mặt truyền nhiệt theo đề bài đã cho. Dựa vào các số liệu ban đầu đã cho là năng suất, và điều kiện nhiệt độ của quá trình.Trong lúc thiết kế các thiết bị truyền nhiệt cần chú ý nhất đó là việc chọn thiết bị ống chùm loại nằm ngang hay ống chùm
thẳng đứng.
Với đề tài này, đặc biệt là về “ngưng tụ hơi cồn” thì thông thường người ta sẽ sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống chùm nằm ngang.Vì như đã biết, nếu sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt ống chùm thẳng đứng thì sẽ có nhiều bất lợi xảy ra trong quá trình truyền nhiệt cho thiết bị. Cụ thể là, sẽ xuất hiện hiện tượng ngưng tụ màng. Hiện tượng này xảy ra trong trường hợp bề mặt thiết bị hoàn
toàn bị thấm ướt bởi hơi ngưng tụ, trong trường hợp này là hơi cồn ngưng tụ ( hơi hoàn toàn đồng nhất và bề mặt ngưng tụ rất sạch). Khi hơi ngưng tụ trên thành ống thẳng đứng, hơi cồn ngưng tạo ta một màng chất lỏng bao phủ trên thành và chảy dọc từ trên xuống. Chiều dày của màng hơi cồn ngưng tăng dần từ trên xuống do lượng hơi cồn ngưng mới sẽ bổ sung thêm vào, do đó làm mất nhiệt trong quá trình trao đổi nhiệt. Còn đối với ống chùm ngang thì hiện tượng đó ít hơn, và khi tạo màng nước trên bề mặt ống sẽ nhanh chóng chảy xuống, đỡ hao phí trong quá trình truyền nhiệt so với ống đứng.
Ngoài ra khi chọn thiết bị có những điểm cần lưu ý như sau:
Khi dùng để truyền nhiệt cho hệ hơi – lỏng ta dùng loại ống chùm có nhiều ngăn và tùy theo điều kiện nhiệt độ của quá trình mà chọn cơ cấu lắp ghép khác nhau.
Khi dùng để truyền nhiệt cho hệ lỏng – lỏng hoặc khí – khí thì tốt nhất dùng loại ghép bộ. Nếu loại này quá cồng kềnh thì có thể dùng loại ống chùm có nhiều ngăn.
Nếu điều kiện truyền nhiệt giữa hai chất tải nhiệt khác nhau ta nên sử dụng thiết bị truyền nhiệt loại gân.
Nếu cần tăng vận tốc của chất tải nhiệt để tăng hiệu quả truyền nhiệt, người ta thường chia thiết bị ra làm nhiều ngăn.
Ngoài ra người ta cũng hay dùng biện pháp chia lối trong bài toán thiết kế thiết bị ống chùm với mục đích tăng vận tốc dòng đi trong ống trụ nhỏ, từ đó tăng hệ số nhiệt đối lưu….