СТАЛЬ Сталь (нем. Stahl) — сплав железа с углеродом и другими элементами, содержание углерода в котором составляет от 0,02 до 2,14 %. Сталь — один из основных материалов для изготовления не только теплообменников, но и многих других компонентов отопительного оборудования. В зависимости от предназначения к сталям предъявляют разнообразные требования. Существует большое число марок сталей, различающихся по химическому составу, структуре, физическим и механическим свойствам. Выплавка стали Сталь получают в основном из чугуна и стального лома в сталеплавильных агрегатах металлургических заводов в результате окислительных процессов, целью которых является удаление большей части примесей чугуна (углерода, кремния, марганца, серы, фосфора) в пределах требований, предъявляемых к конкретной марке стали. В современной металлургии к основным способам выплавки стали относятся кислородно-конвертерный процесс (передел жидкого чугуна в сталь без затраты топлива путем продувки воздухом или технически чистым кислородом), мартеновский процесс (окислительная плавка загруженных в мартеновскую печь железосодержащих материалов путем вдувания раскаленной смеси горючего газа и воздуха) и электросталеплавильный процесс (выплавка стали в электропечах за счет тепла электрической дуги между металлом и графитовыми электродами). Изменение свойств стали Для изменения свойств стали применяют различные виды обработки: термическую (закалка, отжиг), химико-термическую (цементизация, азотирование), термомеханическую (прокатка, ковка). При обработке стали для получения необходимой структуры используют присущее железу свойство аллотропии (полиморфизма), т.е. способность существовать в различных кристаллических формах в зависимости от температуры. Переход из жидкого состояния в твердое сопровождается определенной расстановкой атомов в пространстве — образованием кристаллической решетки. Структура металла, образующаяся в процессе кристаллизации, зависит от характера этого процесса. Аллотропические формы железа (как и других металлов) обозначают греческими буквами (?, ?, ?, ?), начиная с той модификации, которая существует при более низкой температуре. Железо при охлаждении от жидкого состояния до температуры 15–20 °C претерпевает внутренние превращения, выражающиеся четырьмя критическими точками. При 1539 °C оно кристаллизуется в виде модификации «сигма-железо» (?железо) с объемно-центрированной кубической кристаллической решеткой (по одному атому в углах куба и в его центре). При 1392 °C «сигма-железо» (?железо) переходит в модификацию «гамма-железо» (?железо), образуя кубическую гранецентрированную кристаллическую решетку (по одному атому в углах куба и в центре каждой грани). При 911 °C «гамма-железо» (?железо) переходит в «бета-железо» (?железо), кристаллизуясь опять в объемно-центрированную кубическую решетку. При 768 °C (точка Кюри) немагнитное «бета-железо» (?железо) переходит в магнитное «альфа-железо» (?железо) без принципиальных изменении в кристаллической структуре. Взаимодействие углерода с двумя модификациями железа (? и ?) приводит к образованию твердых растворов. Модификации железа обладают различными свойствами: ?железо относительно хорошо растворяет углерод, образуя твердый раствор внедрения, который называется аустенитом. Максимальная растворимость углерода в ?железе — при 1130 °С составляет 2 %. В ?железе при 723 °С максимально растворяется 0,02 % углерода. Твердый раствор углерода в ?железе называют ферритом. Избыточный углерод, не растворяющийся в ?железе, образует с ним химическое соединение — цементит Fe3C. При закалке стали образуется метастабильная фаза — мартенсит — пересыщенный твердый раствор углерода в ?железе. Сталь при этом теряет пластичность и приобретает высокую твердость. Сочетая закалку с последующим нагревом (отпуском), можно добиться оптимального сочетания твердости и пластичности. Описание фаз и структур железоуглеродистых сплавов подробно дано во врезке «Фазы и структуры железоуглеродистых сплавов». Для обеспечения требуемых технологических и эксплуатационных характеристик на различных этапах получения конечного материала сталь также подвергают легированию (от лат. ligo — связываю, соединяю), т.е. введению в расплав дополнительных элементов. С помощью легирования можно улучшить механические свойства (прочность, пластичность, вязкость), физические свойства (электропроводность, магнитные характеристики, радиационная стойкость) и химические свойства (коррозионная стойкость). Среди основных свойств, придаваемых идущим на изготовление теплообменников сталям, особое значение имеют жаропрочность и коррозионная стойкость, в т.ч. в слабокислой среде. Классификация сталей По назначению стали делятся на конструкционные (до 0,8 % углерода) и инструментальные (от 0,7 % углерода). Как отдельный класс выделяют стали с особыми свойствами: электротехнические (в качестве легирующей добавки может содержать до 0,5 % алюминия), магнитные (содержат высокий процент хрома или кобальта), нержавеющие (с содержанием хрома 12–20 %), кислотостойкие (вариант нержавеющей стали с добавлением молибдена и титана) и др.Содержание неметаллических примесей лежит в основе классификации сталей по качеству: обыкновенного качества, качественные, высококачественные и особо высококачественные. По химическому составу стали делятся на углеродистые и легированные. Углерод, придающий сплавам железа прочность и твердость, снижая пластичность и вязкость, сильно влияет на свойства стали даже при незначительном изменении его содержания. По содержанию углерода качественные углеродистые стали подразделяются низкоуглеродистые (до 0,25 % С), среднеуглеродистые (0,3–0,55 % С) и высокоуглеродистые (0,6–0,85 % С). Легированные стали по химическому составу разделяют на низколегированные (с общим содержанием легирующих элементов до 2,5 %), среднелегированные (2,5–10 %) и высоколегированные (выше 10 %).При изготовлении теплообменников используются, как правило, качественные низкоуглеродистые конструкционные стали или нержавеющие стали. Низкоуглеродистые качественные конструкционные стали с содержанием углерода от 0,15 до 0,25 % предназначены для деталей, от которых требуется твердая, износостойкая поверхность и вязкая сердцевина. В процессе изготовления их насыщают с поверхности углеродом (цементуют), а поверхностный слой после цементации упрочняют закалкой в воде (нагрев выше температуры полиморфного превращения, с последующим быстрым охлаждением) в сочетании с низкотемпературным отпуском (нагрев до 250 °C с последующим медленным остыванием).Такая обработка обеспечивает высокую поверхностную твердость и сохраняет требуемую вязкость и заданную прочность сердцевины металла, которая из-за низкой прокаливаемости упрочняется слабо. Эти стали пластичны, хорошо штампуются и свариваются. Их применяют, в числе прочего, для де талей котло-турбостроения (трубы перегревателей, змеевики), работающих под давлением при температуре от –40 до +425 °С.В качестве основных легирующих элементов в конструкционных сталях применяют хром до 2 %, никель 1–4 %, марганец до 2 %, кремний 0,6–1,2 %. Такие легирующие элементы, как молибден (0,2–0,4 %), вольфрам (0,5–1,2 %), ванадий (0,1–0,3 %), титан (0,1–0,2 %) обычно вводят в сталь в сочетании с хромом и никелем с целью дополнительного улучшения тех или иных физико-механических свойств. Нержавеющая сталь — сложнолегированная сталь, стойкая против коррозии в атмосфере и агрессивных средах. Основной легирующий элемент нержавеющей стали — хром Cr (12–20 %), от содержания которого напрямую зависит сопротивление к коррозии: при его содержании более 12 % сплавы являются нержавеющими в обычных условиях и в слабоагрессивных средах, более 17 % — коррозионностойкими и в более агрессивных окислительных и других средах, в частности в азотной кислоте крепостью до 50 %.Причина коррозионной стойкости нержавеющей стали объясняется, главным образом, тем, что на поверхности хромсодержащей детали, контактирующей с агрессивной средой, образуется тонкая пленка нерастворимых окислов, при этом большое значение имеет состояние поверхности материала, отсутствие внутренних напряжений и кристаллических дефектов. Помимо хрома, нержавеющая сталь содержит элементы, сопутствующие железу в его сплавах (углерод, кремний, марганец, сера, фосфор), а также элементы, вводимые в сталь для придания ей необходимых физико-механических свойств и коррозионной стойкости (никель, опять же марганец, титан, кобальт, молибден, ниобий — см. табл. «Легирующие элементы нержавеющей стали»). Примерный химический состав различных типов нержавеющих сталей указан в табл. 1. Маркировка сталей Различные виды сталей маркируются цифрами и буквами, указывающими их примерный состав. В разных странах существуют различные стандарты обозначений. Примеры соответствий между обозначениями нержавеющих сталей представлены в табл. 2.Расшифровка обозначений легированных сталей по ГОСТу такова. Буквы в маркировке показывают, какой легирующий элемент входит в состав стали: ? Г — марганец Mn; ? С — кремний Si; ? Х — хром Cr; ? Н — никель Ni; ? Д — медь Cu; ? А — азот N; ? Ф — ванадий V; ? Б — ниобий Nb; ? В — вольфрам W; ? Е — селен Se; ? К — кобальт Co; ? Л — бериллий Be; ? М — молибден Mo; ? Р — бор B; ? Т — титан Ti; ? Ю — алюминий Al. Cтоящее непосредственно за буквой число — это среднее содержание элемента в процентах. Если элемента содержится менее 1 %, то числа за буквой не ставятся. Первое двузначное число указывает среднее содержание углерода в сотых долях процента. Буква А в середине марки стали показывает содержание азота, а в конце — сталь высококачественная. В некоторых случаях перед маркой легированных сталей буквами указывают области их применения. Так, марки автоматных сталей начинаются с буквы А, подшипниковых — с буквы Ш, быстрорежущих — с буквы Р, электротехнических — с буквы Э, магнитнотвердых — с буквы Е. В конце марки конструкционной стали также могут быть дополнительные буквенные обозначения: например, буква К обозначает вариант химического состава стали с повышенной коррозионной стойкостью в атмосфере и предназначена для изготовления котлов и сосудов, работающих под давлением и при температурах до 450 °С (котельная сталь).Рассмотрим для примера одну из наиболее распространенных марок нержавеющей стали, используемой для изготовления теплообменников, EN 1.4404. По ГОСТу это 03Х17Н13М2: первое число обозначает содержание углерода (ОСОБЕННОСТИ СТАЛЬНЫХ ТЕПЛООБМЕННИКОВ Стали, используемые при изготовлении теплообменников, обладают хорошей свариваемостью. Применение сварных конструкций позволяет делать топки оптимальной конструкции с точки зрения теплообмена и движения газов. У нержавеющей стали в этом отношении есть неприятная особенность: после обработки обычными способами сварки она практически теряет свои нержавеющие свойства в местах сварных швов. На поверхности сварного соединения образуется пористый оксидный слой, содержащий в основном хром, выделившийся из основного материала, вследствие чего под оксидным слоем образуется слой со сниженным содержанием хрома. Для того, чтобы стойкость сварного соединения к коррозии была столь же высокой, как и у основного материала, сварное соединение должно пройти последующую термическую и/или механическую обработку для удаления оксидного слоя и зоны со сниженным содержанием хрома. Это дополнительно увеличивает стоимость изделий из нержавейки (не считая того, что нержавеющая сталь сама на порядок дороже обычной стали).Зато изделия из обычной стали нестойки к коррозии, и для этого стальные поверхности теплообменников защищают различными антикоррозийными покрытиями. Особенно сильный вред стальному теплообменнику может нанести так называемая «низкотемпературная коррозия», возникающая из-за конденсации продуктов сгорания на его стенках. Механизм конденсации таков: дымовые газы имеют «точку росы» — температуру, при охлаждении до которой содержащийся в них водяной пар становится насыщенным и переходит в жидкое состояние. В зависимости от вида и состава топлива температура начала конденсации может отличаться: для метана она составляет около 60 °C, для дизеля — около 50 °C. При этом страшна не столько сама вода, сколько растворенные в ней кислоты: угольная, серная, сернистая и некоторые другие. Выпадение конденсата на поверхности теплообменника возможно в начальные моменты периодического запуска котла и при поступлении в котел из обратной трубы системы отопления или из подпитки теплоносителя с температурой ниже «точки росы».Дополнительным преимуществом стальных теплообменников в борьбе с коррозией является гладкая поверхность и круглое сечение дымового канала, на стенкам которого конденсат стекает, не успевая нанести существенного вреда. Для достижения этих целей производители стараются по возможности уменьшать площади сварных швов, используя, например, бесшовные конструкции из цельнотянутых труб. Но если не доводить дело до «точки росы» (конденсационной техники это, естественно, не касается), стальные теплообменники приобретает ощутимые преимущества перед чугунными в силу своей пластичности, благодаря которой они с легкостью переносят резкие перепады температур в подающей и обратной магистралях. Это же качество (пластичность) помогает им не растрескаться от случайного удара, поэтому котлы со стальными теплообменниками чаще всего поставляют цельно-сваренными или, по крайней мере, в максимально собранном виде. Стальные котлы имеют вдвое, а то и втрое меньший вес по сравнению с чугунными, и посему имеют преимущество при конструировании напольного отопительного оборудования большой мощности. К тому же, на стальной котел идет значительно меньше исходного материала, чем на чугунный. Толщина стенок обычно составляет 2,5–4 мм. В настенных же термоблоках сталь вообще представляет железосодержащие сплавы в гордом одиночестве, конкурируя с медью. Тонкие стальные стенки имеют и недостатки: котлы из стали быстрее проедаются коррозией и прогорают. Поэтому срок службы котлов из стали самый маленький среди отопительного оборудования. Производители дают им от 10 до 25 лет. По европейским нормам в таком маленьком сроке службы нет ничего плохого: через этот промежуток времени котел считается морально устаревшим, и нет смысла изготавливать более надежное (и дорогостоящее) оборудование, если оно все равно через 10 лет будет заменено. Котлы с стальными теплообменниками обладают меньшей теплоаккумулирующей способностью и меньшей тепловой инерционностью, чем чугунные термоблоки. Это удобно, если требуется обеспечить оперативное реагирование при изменении условий эксплуатации (единовременный нагрев больших объемов теплоносителя, большое количество контуров с переменным расходом). Впрочем, теплоинерционность конкретного котла во многом зависит от объема водяной рубашки (количества воды в теплообменнике).Считается, что котел с теплообменником небольшого объема и веса безопаснее — при повреждении рубашки меньше мощность возможного взрыва, да и система отопления, как уже говорилось, быстрее реагирует на команды автоматики. Помимо этого, в теплообменниках малой емкости теплоноситель при нагревании продвигается быстрее, что препятствует образованию накипи на стенках — зато есть опасность закипания теплоносителя. Теплообменник большой емкости увеличивает теплоинерционность котла и, соответственно, время его остывания. Это особенно важно для твердотопливных котлов, где нельзя организовать автоматическую загрузку топлива (чем больше объем теплообменника, тем больше время между загрузками). Зато на команды автоматики такой котел реагирует крайне медленно. Сталь чрезвычайно популярна среди изготовителей отопительного оборудования. Стальными теплообменниками оснащают как настенные, так и напольные водогрейные котлы, паровые котлы, емкостные водонагреватели, тепловые пункты, экономайзеры, бассейны и пр.В зависимости от условий эксплуатации, вероятности образования коррозии и экономических соображений производители делают выбор между различными типами конструкционной и нержавеющей сталей. Большое значение имеет вид топлива, на котором будет работать котел. Нередко конструкция включает несколько типов стали, несколько разновидностей сплавов железа (например, биферральный теплообменник*), сочетание стали с другими металлами (битермический теплообменник: сталь + медь). ВИДЫ СТАЛЬНЫХТЕПЛООБМЕННИКОВ Напольные котлы Прямоточная конструкция Самая простая конструкция первичного теплообменника из стали использовалась (и успешно используется) в энергонезависимых напольных котлах отечественного и зарубежного производства, предназначенных для систем отопления с естественной циркуляцией теплоносителя. А также в емкостных газовых водонагревателях для приготовления санитарной воды. Нагрев воды в отопительном контуре осуществляется по принципу самовара. В центре заполненной водой стальной емкости, называемой «водяной (или котловой) рубашкой», расположена оснащенная турбулизирующей спиралью стальная жаровая труба, по которой перемещаются горячие дымовые газы. Турбуляторы закручивают продукты сгорания, обеспечивая более равномерный и эффективный теплообмен. Горелка в простейших конструкциях таких котлов находится под емкостью и расположена на одной оси с жаровой трубой. По мере развития инженерной мысли производители стали находить более удачные решения для увеличения КПД котлов. Например, располагать ось горелки перпендикулярно оси котловой рубашки, а вертикальных каналов с турбуляторами делать несколько. Возможность изменять количество и схему расположения смонтированных турбулизирующих спиралей позволило регулировать температуру дымовых газов на выходе с целью повышения эффективности теплообмена и недопущения образования конденсата. Благодаря этому стало возможным также существенно снизить влияние формы и размеров дымохода в здании на качество работы котла. Размещение камеры сгорания непосредственно в цилиндре с теплоносителем позволило стабилизировать цикл работы горелки и не беспокоиться о перепаде температур теплоносителя в подающей и обратной магистралях. Схожая конструкция используется в прямоточных паровых котлах, где полное испарение воды происходит за время однократного (прямоточного) прохождения воды через испарительную поверхность нагрева. В выходной части змеевиков, где испаряются остатки влаги и начинается перегрев пара (так называемой переходной зоне) при недостаточно чистой питательной воде идет интенсивное образование накипи. Для самой стали это не страшно, но КПД котла значительно снижается. Поэтому к качеству питательной воды для паровых котлов предъявляются более жесткие требования, чем к теплоносителю для водогрейных котлов. Прямоточные паровые котлы имеют преимущество перед описанной ниже системой с многократной циркуляцией, т.к. позволяют получать пар сверхкритических давлений (более 22,1 МПа). Многоходовая конструкция Важным этапом развития водогрейных котлов стала разработка многоходовой системы горизонтально-вертикального движения дымовых газов и горизонтальное размещение «водяной рубашки». В результате появилась возможность изготавливать стальные котлы огромных мощностей. Многоходовая (чаще всего, трехходовая) система предусматривает реверсивное движение дымовых газов по каналам для обеспечения более полного и эффективного теплообмена. Первый горизонтальный ход — движение горячих продуктов сгорания непосредственно от горелки в заднюю часть котла цилиндрической камере сгорания, окруженной широкой «водяной рубашкой». Здесь происходит первичный нагрев пришедшего из системы остывшего теплоносителя. Второй ход дымовых газов осуществляется по более узкой трубе в реверсивном направлении, т.е. от задней стенке к передней. В этот период продолжается нагрев теплоносителя в котельном блоке. Иногда трубок второго хода делают несколько. Третий горизонтальный ход представляет собой множество маленьких трубочек, в которых котловой воде передается оставшееся в дымовых газах тепло. На этом этапе задача производителей состоит, с одной стороны, в максимальном улучшении теплообмена, а с другой, в недопущении охлаждения дымовых газов ниже «точки росы» (ведь, как мы помним, стальные изделия чрезвычайно чувствительны к низкотемпературной коррозии). Для этого приходится идти на разные ухищрения, например, использование профилированных конвективных поверхностей. Важную роль в стальных напольных котлах играет баланс между эффективной теплопередачей и сопротивлением топочных газов в жаровых трубах и гидравлическим сопротивлением теплоносителя в котле, поскольку подъем нагретой воды должен осуществляться естественным путем. Большое значение имеет соотношение мощности горелки и объема «водяной рубашки», аккумулирующего энергию сгорания и влияющего на цикл работы горелки. Котлы для нескольких видов топлива Сталь весьма успешно используется и при создании универсальных котлов под сменную горелку и многотопливных котлов, от которых требуется стабильная работа в условиях самых разнообразных температурных режимов. В табл. 3 приведены температуры пламени основных энергоносителей. Настенные котлы Сталь занимает ведущее положение среди материалов, использующихся для изготовления настенных котлов. Из нее делают как первичные, так и вторичные теплообменники. Первичный теплообменник обычно представляет собой трубу, изогнутую в форме змеевика в одной плоскости, на которой наварено или напаяно оребрение. Вторичные теплообменники (или теплообменники ГВС) передают тепло от нагретого теплоносителя контура отопления к санитарной воде контура горячего водоснабжения и представляют собой спаянные между собой пластины из нержавеющей стали. Благодаря их высокой теплопроводности и большой площади пластин обеспечивается необходимый теплообмен. Направление потоков теплоносителя и холодной воды, как правило, направлены навстречу друг другу. Из-за скорости потока теплоносителя вторичный теплообменник менее подвержен риску отложения солей жесткости на внутренних поверхностях. Встречаются также конструкции типа «два в одном», получившие название битермических. Такие теплообменники объединяют в одной конструкции нагревательные элементы двух контуров: отопления и горячего водоснабжения. Организационно они представляют собой коаксиальную трубу, на внешней поверхности которой напаяны пластины. Внутренняя (обычно медная) труба предназначена для воды контура ГВС, а наружная (стальная) — для теплоносителя системы отопления. Использование битермического теплообменника в котле устраняет необходимость в трехходовом вентиле, что снижает стоимость котла и повышает надежность его работы. Недостатком же является ограниченная теплопередача в режиме работы горячего водоснабжения, поэтому количество нагретой санитарной воды меньше, чем в котлах с двумя теплообменниками. Кроме того, не рекомендуется использовать котлы с битермическими теплообменниками с водой повышенной жесткости, поскольку из-за большого перепада температур в контурах отопления и ГВС процесс отложения солей происходит более интенсивно. Водонагреватели Вторичные теплообменники могут существовать и вне котла, в емкостных водонагревателях косвенного нагрева. В большинстве случаев используются трубчатые теплообменники из меди или нержавеющей стали, расположенные внутри бака водонагревателя. Тепло котловой воды передается санитарной воде через стенки змеевика. Встречаются также конструкции, носящие название «бак в баке». Это теплообменник из двух емкостей, расположенных одна в другой. Внутренняя емкость содержит нагреваемую жидкость (вторичный контур), а наружная емкость содержит греющую жидкость (первичный контур). Внутренняя емкость изготовлена из нержавеющей стали и имеет волнообразные стенки цилиндрической части, призванные увеличить теплоотдачу. Водонагреватели с двойной стенкой в основном применяются производителями с тем, чтобы избавиться от недостатков, присущих бойлерам первого типа: поверхность теплообмена такого устройства в 2,0–2,5 раза превышает поверхность змеевика и скорость образования накипи значительно ниже. Экономайзеры Экономайзер представляет собой теплообменное устройство для отбора остаточной теплоты дымовых газов для повышения КПД котла (до 12 % по отношению к низшей теплоте сгорания) и экономии топлива. Добытая таким способом энергия используется для первичного подогрева теплоносителя в обратной линии. Данное приспособление находит в настоящее время все большее применение. Экономайзеры используются в паровых и водогрейных котлах и бывают выносными и встроенными. Выносные экономайзеры используются для модернизации обычных отопительных установок, где требуется избегать конденсации внутри самого котельного агрегата, но очень хочется выжать из энергоносителя все возможное. Встроенный экономайзер используется в паровых котлах и в конденсационных водогрейных. Поскольку образование конденсата в экономайзерах не просто обычное дело, а признак его эффективной работы, для их изготовления нередко используется матовая или полированная (зеркальная) нержавеющая сталь толщиной около 0,8–1,0 мм. Конкретный состав стали выбирается с учетом использующегося в котле энергоносителя, поскольку кислотная составляющая дымовых газов напрямую связана с типом сжигаемого топлива. Важно, чтобы стенки экономайзера были максимально гладкими, чтобы конденсат беспрепятственно стекал по ним в конденсатоотводчик. Тепловые пункты Теплообменники могут быть не только встроенными в различные емкости, но и применяться как самостоятельные устройства. В городах для отопительных систем многоэтажных домов и предприятий нередко используются тепловые пункты. В задачу теплового пункта входит передача тепла от централизованной котельной к отдельному отопительному контуру. В настоящее время применяют так называемые скоростные теплообменники двух типов. Кожухотрубный теплообменник Теплообменники этого типа предназначены для теплообмена между различными средами: жидкостями, жидкостями и паром, жидкостями и газами и применяются в случаях, когда требуется большая поверхность теплообмена — теплопередающая поверхность аппаратов может составлять от нескольких сотен квадратных сантиметров до нескольких тысяч квадратных метров. Кожухотрубный теплообменник представляет собой сваренные между собой секции, каждая из которых состоит из стального цилиндра большого диаметра (кожух), внутрь которой помещено несколько трубок маленького диаметра (трубы). Теплоноситель от котельной пропускается по трубам, а вода из контура отопления — противотоком в межтрубном пространстве кожуха. Пучки труб скрепляются при помощи трубных решеток и ограничиваются кожухами и крышками с патрубками. Трубки изготовляют прямыми или изогнутыми (U-образными) диаметром 12–57 мм. Материал трубок выбирается в зависимости от среды, омывающей ее поверхность. Применяются трубки из стали, латуни и из специальных сплавов. Толщина стенки кожуха определяется максимальным давлением рабочей среды и диаметром аппарата (но не тоньше 4 мм). Трубное и межтрубное пространства в аппарате разобщены, при этом каждое из них может быть разделено перегородками на несколько ходов. Перегородки предназначены для увеличения скорости и коэффициента теплоотдачи теплоносителей (интенсификации). Пластинчатый теплообменник Поверхность теплообмена в этих теплообменниках образована из параллельно расположенных тонких штампованных пластин с профилированной поверхностью и отверстиями для теплоносителей в углах. Наиболее распространенными в современных теплообменных аппаратах являются пластины ленточнопоточного и сетчато-поточного типов. Такие пластины имеют повышенную жесткость по сравнению с плоскими пластинами. Благодаря наличию гофр на поверхности теплообмена создаются извилистые щелевидные межпластинные каналы, в которых достигается значительная турбулизация движущихся рабочих сред при сравнительно малых скоростях потока. Число пластин зависит от расхода жидкостей, их физических характеристик, гидравлического сопротивления и заданного температурного режима. Стандартная толщина пластин 0,5–0,8 мм. Рабочие среды в теплообменнике движутся противотоком через предусмотренные для них отверстия между соседними пластинами по щелевым каналам сложной формы. Каналы для греющего и нагреваемого теплоносителей чередуются между собой. При прохождении рабочих сред через теплообменник греющая среда отдает часть тепла пластине, которая, в свою очередь, охлаждается с другой стороны средой нагреваемой. Уплотнение, расположенное по периметру пластины, охватывает два угловых отверстия, через которые поток рабочей среды входит в межпластинный канал и выходит из него, а через два других отверстия, изолированных дополнительно кольцевыми уплотнениями, встречный поток проходит транзитом. Гофрированная поверхность пластин усиливает турбулизацию потоков рабочих сред, жесткость конструкции теплообменника и повышает коэффициент теплопередачи. Между пластинами имеются резиновые уплотнения, обеспечивающие надежную изоляцию и разделяющие направление потоков сред по каналам теплообменника. Пластинчатые теплообменники выпускают цельно-сваренными или разборными. Для разных частей пластинчатых теплообменников применяют различные материалы: так, пластины обычно делают из нержавеющей стали, а кожух может быть изготовлен из обычной конструкционной стали. Пластинчатый теплообменник считается более совершенной конструкцией по сравнению с кожухотрубным. К его достоинствам относятся: быстрое температурное регулирование вследствие малого объема воды в теплообменнике, возможность гибкого подбора и изменения мощности при необходимости, легкость очистки и обнаружения протечек, невозможность смешивания теплоносителей при разгерметизации контуров (это особенно важно при использовании теплообменника для нагрева санитарной воды в системе горячего водоснабжения). ? 1. Большая советская энциклопедия в 30 т., Изд. III. Издво «Советская энциклопедия», 1969–1978 гг. 2. Основы промышленной технологии (словарь-справочник). Учебн. пособие / Л.А. Красов, Красноярский гос. унт, г. Красноярск, 2003. 3. Металлы и сплавы (справочник) / Под ред. Ю.П. Солнцева, НПО «Профессионал», НПО «Мир и семья», Санкт-Петербург, 2003. 4. Химический портал chemport.ru. 5. Свободная энциклопедия wikipedia.org. 6. Портал «Производство металлов» metallize.ru. 7. Портал Виктора Митюшова cncexpert.ru. 8. Портал «Сварка Самара» svarimvse.ru. 9. Сайт компании «ЮниСтальПром» u-stal.ru. 10. Сайт компании «CTCBentone АВ» ctcbentone.ru.