2.2. Скорость теплоносителя в межтрубном пространстве

и вибрация труб

Скорость w движения теплоносителя в межтрубном пространстве трубчатых ТА оказывает существенное влияние на теплоотдачу, потери давления, загрязняемость и вибрацию труб. Для различных течений характерны следующие соотношения: для ламинарного α ~ w^0,3; Δp ~ w; α ~ Δp^0,3; для турбулентного α ~ w^0,6…0,8; Δp ~ w^1,6…1,8; α ~ Δp^0,4. Ориентировочные значения скорости теплоносителей, рекомендуемые на основе опыта эксплуатации рекуперативных ТА различного назначения и технико-экономических расчетов, приводятся в справочной литературе.

Для повышения теплоотдачи и уменьшения загрязнений скорость нужно увеличивать, а для снижения потерь давления и предотвращения нежелательных последствий вибрации труб – уменьшать.

Таблица 1.3. Типичные способы соединения неподвижных трубных решеток с фланцем кожуха

Схеме соединения	Характеристика	Область применения
	Двойные трубные решетки. Трубы 5 в развальцованы в обеих трубных решетках 2 и 3. Нижняя трубная решетка 3 приварена к кожуху и является его фланцем.	Рекуперативные ТА, в межтрубном пространстве которых циркулирует находящаяся под высоким давлением агрессивная или загрязняющая окружающую среду жидкость
	Соединения типа выступ (с обеих сторон трубной решетки 2) – впадина (во фланцах 3 кожуха и 4 крышки).	При предъявлении повышенных требований к надежности соединения.
	Соединения типа шип – паз	То же
	Соединения типа выступ – впадина с кольцевой проточкой 6 во фланцах 3 и 4 к трубной решетке 2.	То же
	Соединения типа выступ (в трубной решетке 2) – впадина (во фланце 4 крышки). Уплотнение обеспечивается с помощью шпилек.	Рекуперативные ТА с давлением внутри кожуха менее 1 МПа.

При омывании потоком теплоносителя одиночных труб возникают нестационарные гидродинамические силы, которые возбуждают вибрацию труб. Вибрация труб может быть обусловлена вихревым возбуждением при поперечном обтекании труб; возбуждением турбулентными пульсациями потока; гидроупругими и акустическими (в газообразных средах) возбуждениями.

Защита от электрохимической коррозии и коррозионной эрозии. Электрохимическая коррозия возникает в случае применения материалов с различными значениями электрохимического потенциала, работающих на морской воде. Морская вода выступает в качестве электролита металлов с разными потенциалами. При электрохимической реакции происходят окисление металла и восстановление водорода или кислорода, выделение металлов из раствора и т.п.

В случае разрушения защитной пленки на поверхности металла вследствие поперечных касательных напряжений, возникающих при большой скорости течения, а также на входе в трубы при существенной турбулизации потока (воздействие на конец трубы) проявляется коррозионная эрозия в виде язвин.

Для защиты от коррозии и кавитационной эрозии помимо поддержания требуемых температуры и скорости потока применяют протекторы, которые при электрохимическом контакте двух различных металлов являются анодом, а защищаемые металлы – катодом. Материал анода (протектора) должен иметь более низкий электрический потенциал, чем материал, из которого изготовлены крышки, трубы и трубные решетки, тогда анод растворяется в электролите (разрушается) быстрее, насыщая электролит (в данном случае морскую воду) соединениями, замедляющими коррозию и эрозию.