Кожухотрубный теплообменник (Кожухотрубник)

К сожалению, информация по кожухотрубникам разбросана по разным темам.
Систематизированной информации и внятных отзывов  мало.
По этому, пришлось открыть отдельную ветку и самостоятельно, без подсказок, проходить все этапы проектирования и сборки.

Попытки форумчан обсудить конструкцию кожухотрубного теплообменника  обычно сводится к предложению сделать прямоточник и успокоиться.
Дескать, это очень сложно и малоэффективно для нашего дела.
Да, сделать сложно. Но могу сказать, что результат стоит приложенных усилий.
Просьба ко всем заинтересованным, если на просторах нашего необъятного форума встретите информацию по данной теме, кидайте ссылки сюда.
В общем, пишите, делитесь, советуйте.  
Не все участники нашего форума ищут «лёгкие» пути…
[сообщение #11586161]
[сообщение #11388247]

Устройство мне показалось интересным.
Сделано по принципу промышленных трубчатых теплообменников.

В прямоточных холодильниках,  высокая скорость потока жидкости является главным условием высокой производительности.
Скорость необходимая для срыва «теплового одеяла» достигается за счет малых зазоров и иных приспособлений.
При наличии только одной трубки, сделать это не сложно.  
Но для увеличения производительности приходится наращивать длину холодильника, а это бывает не всегда удобным.
В кожухотрубном теплообменнике, при больших площадях поперечного сечения, невозможно добиться больших скоростей при малом протоке жидкости.
Компенсируют этот недостаток перегородки, разделяющие внутреннюю полость теплообменника. Они предназначены для изменения направления потока и тем самым вызывают интенсивное перемешивание среды.
Чем больше перегородок, тем выше эффективность теплообмена. За счет этого, устройство можно сделать довольно компактным и весьма производительным.
На мой взгляд, делать кожухотрубник без перегородок, занятие малоэффективное.
Расход воды будет велик, а теплообмен недостаточным. Сводятся на нет преимущества устройства – компактность, высокая производительность и экономичность.

Идея застряла в голове, как назойливая заноза.
Ни чего не оставалось делать, как воплотить её в металле.
Проект пилотный, и не всё получилось в плане технологии сборки...

Устройство в изготовлении действительно не простое.
Но это только если не знать последовательности действий.
Скажу так – если вы собрали кожухотрубник, остальные узлы Вам, как семечки.

Схема, компоновка и всё остальное будет ясно из картинок…

 

 

 

 

 

 

 
Первый прогон проводил на воде.
При подаваемой мощности ТЭНа 2 кВт. Счетчик показал – 1780 Вт.
Учитывая потери не утеплённого куба 15% имеем скромных 1500 ватт мощности.
Температура в кубе – 100°С.
Температура конденсата на выходе – 15.8°С.
Температура охлаждающей воды на входе в конденсатор – 5.6°С.
Температура охлаждающей воды на выходе из конденсатора – 38.5°С.
При расходе воды 750 мл/мин.

Данный проект воплощен в металле благодаря освоению технологии пайки твёрдыми припоями –
[сообщение #11847252]

Брага.

Мощность – 1500 Вт.
Температура воды на входе – 6.4°С.
Температура на выходе – 47.6°С.
Расход воды  - 560 мл/мин.
Температура конденсата – 17.8°С.

В общем, как и ожидалось, для такой детской мощности
«КТ» можно смело делать в половину меньше.
Картина одинаковая, что на воде, что на браге.
Картина маслом. Сплошная экономия природного ресурса!

Advard,  скажи, это у тебя 40мм х 1мм труба ? И клампы соответственно для 40 мм трубы ?
И что это у тебя за куб такой прикольный ?  Индукцию понимает ?

это у тебя 40мм х 1мм труба ? И клампы соответственно для 40 мм трубы ?
И что это у тебя за куб такой прикольный ?  Индукцию понимает ?floboss444, 23 Дек. 13, 07:52

Труба Д внешний – 38.1 мм, Д внутренний – 35.1 мм.
Кламп DN40. Д внешний –41.0 мм, Д внутренний – 38.0 мм.
Про куб - [сообщение #11549094]

делать кожухотрубник без перегородок, занятие малоэффективное.
Расход воды будет велик, а теплообмен недостаточным. Сводятся на нет преимущества устройства – компактность, высокая производительность и экономичность.Advard, 22 Дек. 13, 20:07

Я постоянно делаю кожухотрубные(КТ) дефлегматоры для РК, там главное преимущество и достоинство
КТ - в высоком проходном сечении, чтобы не ограничивать поток спиртового пара. Это существенно для дефлегматора, и есть смысл разводить мороку, все-таки в изготовлении КТ довольно сложен. Никогда не делаю перегородок, зачем? Скорости теплобмена и так хватает выше крыши, тогда зачем усложнять? Ну, допустим, с перегородками и прочими ухищрениями  получится сверх-эффективный холодильник-конденсатор размерами с авторучку. Ну, и зачем такой? Ради чего будем уродоваться? Обычный прямоточник справляется

Ну, допустим, с перегородками и прочими ухищрениями  получится сверх-эффективный холодильник-конденсатор размерами с авторучку. Ну, и зачем такой? Ради чего...
Литокс, 23 Дек. 13, 14:59

Ради компактности, эффективности, экономичности и эстетичности оборудования…

КТ (Кожухотрубный Теплообменник)  привлёк мое внимание из-за широких возможностей его применения.
Это не только конденсатор. Это теплообменник в широком смысле.
Его универсальность дает возможность использовать его в качестве дефлегматора
при жидкостном и паровом отборе.
Можно применить в качестве педподогревателя браги в НБК.
В этой ветке хотелось бы обсудить различные схемы и варианты использования кожухотрубника.
Услышать отзывы и предложения по этой теме.

Бесспорно, метровый прямоточник решение очень эффективное и  очень простое в производстве.
И что дальше, так и будем делать - Вечный Прямоток? 
Поставим ему памятник, и вокруг него будем хороводы водить?
Для меня, например, это скучно и не интересно.
Лучше пойду с бубном "попляшу"…

сами пластины можно заказать на лазерной резке ,я узнавал недорого получится даже с материалом.
перегородки из этих же пластин нарезать болгаркой

Advard, у Д_Г они штатно ставятся, много лет...
и маленький деф, промежуточный, тоже КТ...

При таком маленьком размере турбулизирующие вставки дают почти незаметный эффект. В свое время испытывали такие на заводе, только размер был раз в 100 больше. Оказалось, что почти такой же эффект дает расположение входа-выхода воды под 90*.

Но сделал красиво, ничего не скажешь, просто игрушка получилась.

Эффективность - слово хорошее и привлекательное но слишком общее.Довольно часто эффективности холодильника и так хватает. Усложнение и удорожание должно быть оправданным и обоснованным.Глупо КТ ставить на  доохлаждение спирта. Я КТ ИСПОЛЬЗУЮ для  парового отбора До дефлегматора - там большой проход - необходимость, иначе пар не пойдет

у Д_Г они штатно ставятся, много лет...alexeyT, 24 Дек. 13, 09:13

Кстати. ДГ раньше ставил 4 трубки, сейчас вроде 5.

Так, отлично! Пошел конструктивный разговор.
Появились мысли.

главное преимущество и достоинство КТ - в высоком проходном сечении, чтобы не ограничивать поток спиртового пара.
Это существенно для дефлегматора...
Скорости теплообмена и так хватает выше крыши...Литокс, 23 Дек. 13, 14:59

большой проход - необходимость, иначе пар не пойдетЛитокс, 24 Дек. 13, 09:23

Тогда, ставим задачу - увеличение пропускной способности по пару.
Корпус "КТ" тот же. Внутренний диаметр - 35 мм.
В моем "КТ" установлены 4 трубки Д внутр. - 10 мм. Общая площадь поперечного сечения S = 314.16 мм.

В этом же корпусе возможно разместить, с сохранением необходимых зазоров 3 трубки большего диаметра.
А именно Д внутренний 12 мм. S = 339.3 мм. В этом случае имеем небольшое увеличение площади поперечного сечения.
Которое ведет за собой изменение скорости пара.
Есть одно НО. Теряем площадь охлаждаемой поверхности...
Здесь перегородки будут полезны.

На счет эффективности перегородок.
Не плохо бы проверить два варианта и сравнить расходы воды.

Я в 2009 году сделал кожухотрубник - раньше эта тема была очень популярная, темы писались - где то валяется на форуме.
Увлекшись - сделал для колонны. В реальности производительность его оказалось с 10 кратным запасом - от непонимания требований к колонне.
В итоге - подарил другу дистиляторщику.  5 кВт утилизирует в легкую, может и больше - нет возможности мощности электричекой сети.
делал из 12 и 16 мм труб диаметром (нержавейка).

Краткий вывод - для колонны вполне возможно сделать значительно поскромнее, например из 4-5 трубок.
очень удобно по применению автономки.  поскольку канал для воды - очень широкий.

одно из значительных преимуществ многотрубника является низкое гидравлическое сопротивление по обоим сторонам. это важно когда нужны точные настройки т.е. колебания давления на входе не приводят к скачкообразным изменениям расхода.

...Это теплообменник в широком смысле....
В этой ветке хотелось бы обсудить различные схемы и варианты использования кожухотрубника.
....
Advard, 23 Дек. 13, 20:31

Прочитал ветку и появилась мысль - использовать кожухотрубник для охлаждения пива после варки. Думаю эту мысль с утра, и она всё больше мне нравится. Такой теплообменник может быть:
-компактнее привычных противоточников;
-гигиеничнее - его можно будет мыть механически;
-эстетичнее;
-технологичнее в изготовлении.
Какие будут мысли?

появилась мысль - использовать кожухотрубник для охлаждения пива после варки...
Какие будут мысли?Тот Самый, 24 Дек. 13, 19:04

Отличная идея!
По трубкам охлаждение, продукт в меж трубном пространстве.
Перегородки обеспечат качественное перемешивание среды.

Почему я так за эти перегородки зацепился.
На сайте одного зарубежного производителя оборудования для энергетики
увидел ролик, где была построена математическая модель распределения потоков в кожухотрубном теплообменнике.
Там всё четко видно где холодные зоны и горячие как происходит их перемешивание, застойные зоны и.т.д
Впечатление от увиденного заставило сделать устройство в железе. И убедиться в его высокой эффективности.
Вот беда, не помню сайт и до сих пор не могу найти...
В описаниях "КТ" говориться, что его возможно использовать, как испаритель. Чем не НБК?

как испаритель. Чем не НБК?Advard, 25 Дек. 13, 09:41

месяца 2 в сарае валяются, 3 варианта...труки не доходят...

По трубкам охлаждение, продукт в меж трубном пространстве.

Advard, 25 Дек. 13, 09:41

почему так?. Я думал - наоборот.
Уже спроектировал, в принципе.
Кожух из трубы 66 внутр, длина 1.2 м, трубки - 8 мм внутр, в количестве около 14 штук (не много ли?).
Общая длина трубок - 16, 8 метров.
Задача для данного устройства - охладить пиво со 100 градусов до 20, со скоростью примерно 200-300 литров в час.
Насчёт перегородок - не вижу причин, почему бы не сделать. Сложностей никаких, но эффективность теплообмена явно повысится.

почему так?. Я думал - наоборот.
Задача для данного устройства - охладить пиво со 10 градусов до 20, со скоростью примерно 200-300 литров в час.
Тот Самый, 25 Дек. 13, 10:47

Логика такая: Чем медленнее течёт, тем лучше охлаждается.
Увеличенное время контакта охлаждаемой жидкости с холодной поверхностью трубок можно достичь
понизив скорость её протекания. В широком корпусе скорость будет значительно ниже, чем в трубке Д-8 мм.
Схема, как в чиллере - пиво снаружи, хладагент внутри змеевика.
Думаю, что при такой схеме размеры "КТ" можно сделать гораздо компактнее.

Прикольная схема получается:
Система замкнута, насос на рециркуляцию, контроль температуры...