Смесительные теплообменные аппараты

В смесительных теплообменных аппаратах передача тепла от одного теплоносителя к другому происходит при их непосредственном соприкосновении и смешении. Такие аппараты применяют преимущественно для конденсации паров и охлаждения газов водой, а также для охлаждёния воды воздухом. Тепловая производительность смесительных теплообменных аппаратов определяется повёрхностью сопротивления теплоносителей поэтому эту поверхность увеличивают, разбрызгивая воду на мелкие капли.

Смесительные теплообменные аппараты, в которых осуществляется конденсация каких-либо паров холодной жидкостью, называют конденсаторами смешения. Их широко применяют для конденсации водяных паров водой. По способу вывода потоков из аппаратов различают конденсаторы смешения мокрые и сухие. В мокрых конденсаторах охлаждающая вода, образующийся конденсат и неконденсирующиеся газы (обычно воздух) откачиваются из аппарата мокровоздушным насосом совместно. В сухих конденсаторах охлаждающая вода и конденсат выводятся из нижней части аппарата самотеком по одной трубе, а неконденсирующиеся газы откачиваются вакуум-насосом из верхней части аппарата по другой трубе.

По конструктивному устройству смесительные теплообменные аппараты разделяют на полочные, насадочные, полые с разбрызгивателями охлаждающей жидкости и струйные.

Полочные аппараты применяют преимущественно в качестве конденсаторов смешения. На рис.21, а показан сухой противоточный полочный барометрический конденсатор с сегментными полками. Охлаждающая вода подается в аппарат на верхнюю сегментную перфорированную полку 2. Основная масса воды вытекает через отверстия в полке тонкими струями. Часть воды перетекает через борт на нижележащую тарелку.

Пар подается на конденсацию через патрубок в нижней части конденсатора и движется в аппарате противотоком к охлаждающей воде. Вода и конденсат выводятся из нижней части аппарата по барометрической трубе, а воздух отсасывается изверхней части. Кроме показанных на рисунке сегментных полок, в конденсаторах применяют кольцевые (рис.21,6), конические и другие полки.

Насадочные аппараты применяют для конденсации паров и охлаждения газов какой-либо жидкостью. На рис.22 изображен сухой насадочный конденсатор. Охлаждающую воду подают через распределительное устройство 3 в верхней части аппарата. Далее она растекается по насадке 2, при этом поверхность воды значительно увеличивается. Пар движется противотоком к воде. Вода и конденсат выводятся из нижней части аппарата, а воздух отсасывается из верхней части.

Рис. 21. Сухой противоточный полочный барометрический конденсатор:

а с сегментными полками; б с кольцевыми полками; 1 корпус; 2-сегаентиая полка; 3 кольцевая полка

Рис. 22. Сухой насадочный конденсатор:

1 корпус; 2 насадка; 3 распределительное устройство для воды

Рис. 23. Мокрый полый конденсатор с разбрызгивателем: 1 - корпус; 2 разбрызгиватель воды

Полые аппараты с разбрызгивателями охлаждающей жидкости применяют для конденсации паров и охлаждения газов. На рис. 23 показан мокрый полый конденсатор с разбрызгивателем воды 2, выполненным в виде вертикальной трубы с отверстиями. Охлаждающая вода вытекает из отверстий в виде тонких струй, образующих в аппарате сплошную водяную завесу. Пар на конденсацию вводится в верхнюю часть аппарата. Вода, конденсат и воздух откачиваются совместно из нижней части аппарата мокровоздушным насосом. Конструктивное оформление разбрызгивателей весьма разнообразно.