Змійовик (техніка)

Мідний змійовик для охолодження води в промислових процесах

Змійови́к — теплообмінний пристрій у вигляді зігнутої труби або системи зігнутих труб. В змійовику відбувається поверхневий теплообмін між газоподібними або рідкими речовинами, що рухаються по трубах, і речовинами, що перебувають або течуть поза трубами. Змійовики можуть виготовлятись з металу, скла, кераміки, полімерних матеріалів.

3мійовики використовують в парогенераторах, холодильниках, випарниках, конденсаторах тощо.

Історична довідка

Історично склалося, що теплообмін з використанням змійовиків спочатку застосовувався для конденсації пари, яка пропускалась через змійовик, а саме, для конденсації спиртових випарів при перегонці продуктів бродіння цукрів природного походження.

Пізніше алхіміки, а потім і хіміки стали широко застосовувати змійовики при поділі рідинних сумішей, що містять леткі сполуки. Це зумовило початок використання змійовиків в промисловості, зокрема, при перегонці нафти.

Після винаходу дистиляційних тарілчастих і набивних колон змійовики були досить швидко витіснені з промислового використання, оскільки виявилися у меншій мірі ефективними у плані безпеки, керованості, продуктивності та матеріаломісткості.

З початком використання парових двигунів для збільшення ефективності приймання тепла від топок стали використовувати батареї плоских змійовиків, вмонтованих у решітку з радіаторних пластин. В даний час цей принцип використовується в проточних газо- і водонагрівачах.

Плоскі змійовики, з решітками радіаторних пластин чи без них використовуються як пристрої для скидання тепла в сучасних кондиціонерах та холодильниках, автомобільних радіаторах тощо.

Класифікація

Змійовики можна класифікувати за профілем перерізу трубки:

• зазвичай використовуються труби з круглим перетином, як простіші у виготовленні;
• іноді, для збільшення ефективності теплообміну змійовика, круглі трубки зминають так, щоб вони набули овального перетину;
• екзотичні трубки квадратного і прямокутного перерізу сприяють утворенню завихрень в у потоках пари, що проходять через змійовик, через що ефективність конденсації в змійовику підвищується незначно.

Змійовики можна класифікувати за видом просторового вкладання трубки:

• плоскі змійовики — усі трубки й вигини змійовика лежать в одній площині (при цьому існує обмеження по нарощуванню сумарної довжини трубок, але зате забезпечується компактність розташування та зберігання)
• об'ємні змійовики:
  • у вигляді спіральної циліндричної пружини;
  • у вигляді батарейної комбінації з плоских змійовиків.

Змійовики можна класифікувати за способом розташування трубки відносно холодильника чи холодоагента:

• термостатований холодильник, усередині якого підтримується якимось способом завжди одна певна температура (лабораторні застосування);
• холодильник, в якому холодоагент рухається назустріч парі, що підлягає конденсації, як правило, спіральний змійовик розташований в трубі з холодоагентом (лабораторне застосування, кустарна перегонка нафти);
• холодильник періодичної дії з конвекційним перемішуванням.

Принцип дії

У змійовику-конденсаторі пара, що проходить по змійовику, охолоджуючись від стінок, осідає у вигляді рідини, яка викидається зі змійовика тиском пари, що подається, при цьому тепло, яке виділяється тим чи іншим холодоагентом відводиться від стінок змійовика.

У змійовику-нагрівнику робоча речовина (рідина або газ), що проходить по змійовику, нагрівається від стінок і під тиском робочої речовини, що подається, виштовхується назовні, при цьому тепло тим чи іншим чином постійно підводиться до стінок змійовика;

У змійовику-випарнику рідина, що проходить по змійовику, нагрівається від стінок, випаровується і у вигляді паро-рідинної суміші викидається із змійовика тиском новоутвореної пари в дефлегматор для розділення, при цьому тепло тим чи іншим чином постійно підводиться до стінок змійовика.

Див. також

• Теплообмінний апарат
• Теплова труба
• Тригенерація
• Дефлегматор

Джерела

• Мікульонок І. О. Виготовлення, монтаж та експлуатація обладнання хімічних виробництв: підруч. для студ. вищ. навч. закл. — К. : НТУУ «КПІ», 2012. — 419 c. — ISBN 978-966-622-374-9
• Лекае В. М., Лекае А. В. Процессы и аппараты химической промышленности. Для профтех. училищ. М.: Высшая школа 1984. — 247с.
• Тимонин А. С. Основы конструирования и расчета химико-технологического и природоохранного оборудования: справочник: учеб. Пособие. Т.2 / А. С. Тимонин. — 2-е изд., перераб. и доп. — Калуга: Изд-во Н. Бочкаревой, 2002. — 1017 с. — ISBN 5-89552-026-Х