OMiUP t2 Gorski
7

ab    c

Rys. 5.6. Rodzaje przepływów czynnika przez rurki w rurowych wymiennikach ciepła: a) jednoprzepływowy, b) dwuprzepływowy, c) trójprzepływowy

przepływa przez wymiennik ruchem koncentryczno-falistym, jak wskazują strzałki. Na rysunku 5.7b natomiast pokazane są przegrody typu segmentowego, z bokami ściętymi na przemian raz w górnej, a drugi raz w dolnej części. W tym rozwiązaniu czynnik wielokrotnie zmienia kierunek przepływu, płynąc na przemian wzdłuż i w poprzek rurek. Odpowiednie przestawienie ściętych boków przegród może spowodować kierunek przepływu czynnika na spiralno-zygzakowaty. Niekiedy stosowane są przegrody w kształcie płaszczyzny śrubowej, które nadają przepływom czynnika kierunek spiralny.

Przegrody ustawione w wymienniku podłużnie (rys. 5.7c) również powodują wielokrotną zmianę kierunku przepływu czynnika, który — w zależności od przepływu cieczy w rurkach i liczby przepływów — będzie mógł zachować dla wymiany ciepła zawsze najkorzystniejszy, tj. przeciwprądowy charakter.

Wszystkie przedstawione powyżej sposoby przepływu czynnika omywającego rurki, w porównaniu z przepływem pokazanym na rysunku 5.5, zwiększają drogę wzajemnego kontaktu obu czynników, a więc i czas trwania procesu wymiany ciepła przy stałej prędkości przepływu lub zwiększają prędkość przepływu czynnika, polepszając tym samym wymianę ciepła.

Do zwiększenia prędkości przepływu bez zmiany jego zasadniczego kierunku służą przegrody pokazane na rysunku 5.7d. Mają one za zadanie wymuszenie znacznej prędkości przepływu czynnika w obrębie przegrody i zmniejszenie warstwy przyściennej, działającej szkodliwie w procesie wymiany ciepła.

W okrętowych wymiennikach ciepła, podobnie jak we wszystkich okrętowych maszynach i urządzeniach, istotną cechę stanowi zwartość budowy i możliwie małe gabaryty, przy możliwie dużych wydajnościach. W wymiennikach ciepła głównym sposobem zmniejszenia gabarytów jest powiększenie ilości wymienianego ciepła przypadającego na jednostkę objętości wymiennika. Takie efekty można osiągnąć dzięki jednemu z następujących (lub wszystkim jednocześnie) sposobów, a mianowicie:

—    przez polepszenie współczynnika przewodzenia ciepła materiału ścianki tworzącej powierzchnię wynńany ciepła,

—    przez polepszenie wartości współczynnika przejmowania (wnikania lub oddawania) ciepła po obu stronach powierzchni wymiany,

—    przez zwiększenie powierzchni wymiany ciepła przypadającej w wymienniku na jednostkę jego objętości.

17