5. Bố cục của luận ân
1.2.2.2. Cấu tạo vă phđn loại câc thiết bị ống lồng ống
1.2.2.2.1. Thiết bị ngưng tụống lồng ống dạng thẳng loại ống trơn
Cấu tạo: Gồm cĩ hai ống được lồng với nhau. Ống ngoăi cĩ đường kính D bao bọc ống trong cĩ đường kính d2/d1, ống trong được lăm bằng ống thĩp hoặc ống đồng cĩ tâc dụng chủ yếu lă chống ăn mịn hoặc oxi hĩa do nước.
A D L D H K Hình 1.23. Ống lồng ống trơn dạng thẳng Hình 1.22. Ống lồng ống dạng hình vuơng, hình chữ nhật xoắn
Ống ngoăi khoĩt lỗ ở hai đầu để mơi chất đi văo vă ra. Đơi khi câc ống ngoăi được nối bằng câc chắn ba lồng bín ngoăi. Câc ống lồng bín trong được nối với nhau bằng câc cút hay câc đoạn ống uốn cong theo hình 1.24 bín dưới. Để nối ống dẫn với thiết bị, ta cĩ thể hăn câc bích lắp hoặc đầu gai vặn trânh cho mơi chất bị rị rỉ ra mơi trường bín ngoăi [98], [99].
Nguyín lý hoạt động:
Hơi mơi chất cao âp ở trạng thâi hơi quâ nhiệt từ đầu đẩy của mây nĩn được đưa tới đầu văo của thiết bị. Mơi chất chuyển động rối giữa khơng gian hai ống do bề mặt giữa hai ống nhỏ, phần lớn mơi chất sât bề mặt ống trong sẽ nhả nhiệt cho nước ngay lập tức để trở thănh hơi bêo hịa, đến đoạn tiếp theo mơi chất thănh lỏng, thường phần cuối mơi chất sẽ được quâ lạnh nếu nước vă mơi chất chuyển động ngược chiều nhau. Nước mât được bơm theo chiều ngược lại so với đầu văo của mơi chất, nhận nhiệt từ mơi chất, nĩng lín, được xả bỏ hoặc đưa qua thâp giải nhiệt lăm mât rồi được bơm tuần hoăn văo thiết bị trở lại. Nước vă mơi chất đều chuyển động cưỡng bức nín hiệu quả trao đổi nhiệt rất cao.
Gia cơng chế tạo:
Thiết bị được chế tạo từ câc ống thĩp hoặc ống đồng đúc cĩ đường kính khâc nhau, ống nhỏ được lồng văo trong ống lớn vă được gia cơng như hình 1.25.
Hình 1.24. Mơi chất chuyển động trong ống lồng ống thẳng
Hơi mơi chất văo Nước giải nhiệt ra Nước giải nhiệt văo Lỏng mơi chất ngưng tụ ra
Trường hợp mơi chất sử dụng trong ống lă NH3 thì ống được lăm bằng kim loại đen như thĩp carbon, thĩp khơng gỉ hoặc lă inox.
1.2.2.2.2. Thiết bị ngưng tụống lồng ống dạng thẳng cĩ cânh
a- Loại ống cĩ cânh ngang
Cấu tạo:
Nguyín lý hoạt động
Hơi mơi chất cao âp ở trạng thâi hơi quâ nhiệt từ đầu đẩy của mây nĩn được đưa văo chuyển động rối giữa khơng gian hình xuyến, do ống cĩ cânh ngang nín tốc độ chuyển động của dịng mơi chất sẽ khơng bằng loại ống trơn, tuy nhiín nĩ cĩ khả năng tạo rối rất mạnh, tạo ra được câc tđm ngưng, tăng cường khả năng ngưng tụ. Mơi chất sât bề mặt ống cĩ cânh bín trong nhả nhiệt cho nước giải nhiệt bín trong nhiều hơn trở thănh hơi bêo hịa, đến câc đoạn ống tiếp theo, hơi mơi chất tiếp tục nhả nhiệt ngưng tụ thănh lỏng. Ở những đoạn cuối, lỏng mơi chất ngưng tụ thường được quâ lạnh. Trong quâ trình trao đổi nhiệt diễn ra, nước vă mơi chất đều chuyển động cưỡng bức nín hiệu quả trao đổi nhiệt khâ cao [17], [21].
Hình 1.25. Câch chế tạo ống lồng ống trơn dạng thẳng
Đường mối hăn Hình 1.26. Ống lồng ống dạng thẳng cĩ cânh ngang A A A-A
b- Loại ống cĩ cânh dọc thẳng vă cânh xoắn
Cấu tạo:
Cânh dọc thđn được hăn văo thđn của ống nhỏ với câc kích thước đê được định sẵn hoặc lă câc ống nhỏ cĩ cânh đê được gia cơng từ trước, sau đĩ đưa toăn bộ ống nhỏ văo ống lớn để hăn kín lại với nhau [21].
Nguyín lý hoạt động
Cũng tương tự như trong trường hợp ở trín, tuy nhiín ở đđy do cânh lă cânh dọc nín tốc độ chuyển động của dịng mơi chất sẽ được hướng theo một chiều, phần mơi chất ở trín sau khi ngưng tụ sẽ bị ngăn cản bởi câc cânh dọc nín khĩ chảy xuống ống dưới để tiếp tục chạy về bình chứa, dẫn đến hạn chế việc giải phĩng bề mặt TĐN. Với lý do trín nín ta cĩ thể khắc phục bằng câch chế tạo câc ống cĩ cânh xoắn.
Ống cĩ cânh xoắn được chế tạo tương đối phức tạp, tùy thuộc văo khả năng ngưng tụ của mơi chất mă chế tạo ống cĩ 1, 2, 3 hay thậm chí lă cĩ đến 4 đầu mối xoắn khâc nhau xen kẽ dọc theo chiều dăi thđn ống ở phía bín trong như hình 1.29.
Hình 1.27. Ống lồng ống dạng thẳng cĩ cânh dọc thđn
B-B
B B
Những lưu ý khi chế tạo ống lồng ống cĩ cânh xoắn
Chiều cao cânh chỉ được chế tạo đến độ cao nhất định, nếu cânh cĩ độ cao lớn thì mơi chất ngưng tụ bị ứ đọng, hạn chế việc giải phĩng bề mặt trao đổi nhiệt. Qua nghiín cứu thấy rằng, hiệu quả tốt nhất lă giữ cho cânh cĩ độ cao hợp lý vă khơng thay đổi đường kính của ống bao bín ngoăi, lúc năy chỉ cần tăng đường kính ống nhỏ bín trong ở mức độ thích hợp để mơi chất đi trong khơng gian hình xuyến vă mơi chất giải nhiệt đi bín trong ống cĩ diện tích tiếp xúc trao đổi nhiệt nhiều hơn, mơi chất tăng được khả năng tạo rối, hiệu quả trao đổi nhiệt được tăng lín đâng kể. Câc cânh xoắn đĩng vai trị lă vâch ngăn hướng dịng, tạo được câc dịng chuyển động rối vă câc tđm ngưng nhiều hơn. Chính vì thế mă thiết bị năy cĩ hệ số truyền nhiệt cao hơn nhiều so với câc loại thiết bị trao đổi nhiệt khâc.
Hình 1.29. Ống cĩ cânh xoắn dọc thđn
a- Cânh 1 đầu mối; b- Cânh 2 đầu mối; 3- Cânh 3 đầu mối; 4- Cânh 4 đầu mối
a) b) c) d)