Смесительные теплообменники. 
Процессы и аппараты химической технологии.

В смесительных теплообменниках процесс теплопередачи происходит при перемешивании теплоносителей, поэтому эти теплообменники называют также контактными. Если после теплопередачи требуется разделение теплоносителей, то одним из них должен быть газ, а другим — жидкость, или две жидкости, имеющие разные плотности. Смесительный процесс теплопередачи осуществляется, например, в градирнях, где вода охлаждается окружающим воздухом.

Смесительные теплообменники являются высокоинтенсивными аппаратами, так как в них теплообмен происходит при непосредственном соприкосновении теплоносителей, соответственно отсутствует термическое сопротивление стенки. Эти теплообменники применяют в тех случаях, когда смешение теплоносителей допустимо или определяется технологическими условшши.

Наиболее часто смесительные теплообменники применяют для конденсации водяного пара, нагревания и охлаждения воды и газов (обычно воздуха).

По конструктивному устройству смесительные теплообменники подразделяют на барботажные, полочные, насадочные, полые (с разбрызгиванием жидкости).

Широкое использование находят барботажные смесительные теплообменники для нагрева воды, градирни для охлаждения воды, барометрические конденсаторы. На рис. 18.13, а показан полочный барометрический противоточный конденсатор смешения, предназначенный для создания вакуума в аппаратах с паровой средой, в частности в выпарных установках.

В этом аппарате пар вводят в корпус 1 конденсатора с сегментными перфорированными полками 2. Воду подают на верхнюю полку, откуда она каскадно перетекает по полкам 2, имеющим небольшие борты. Основная часть воды вытекает тонкими струйками через отверстия в полках, а остальная перетекает через борт на нижерасположенную полку. При контакте с водой пар конденсируется, вследствие чего в конденсаторе и аппарате создается разрежение.

Образовавшаяся смесь конденсата и воды самотеком сливается в барометрическую трубу 3 высотой около 10 м и затем в емкость 4. Баромет;

Рис. 18.13. Полочные барометрические конденсаторы (а) и противоточный полочный барометрический конденсатор с кольцевыми полками (б): 1 — корпус; 2 — перфорированные полки; 3 — барометрические трубы; 4 — емкость; 5 — ловушка; 6 — кольцевые полки Рис. 18.14. Насадочный теплообменник-конденсатор: 1 — корпус; 2 — насадка; 3 — распределительное устройство рическая труба 3 и емкость 4 образуют гидрозатвор, который препятствует прониканию наружного воздуха в аппарат. Из емкости 4 воду удаляют в линию оборотной воды или канализацию. Несконденсировавшийся воздух, находившийся в паре с охлаждающей водой, пропускают через ловушку 5 и отсасывают вакуум-насосом. Это необходимо потому, что присутствие газов (воздуха) в конденсаторе может вызвать резкое снижение в нем разрежения. Конструкции барометрических конденсаторов могут быть различными. Наиболее распространенными являются конденсатор (рис. 18.13, а) и конденсатор с кольцевыми полками 6 (рис. 18.13, б).

Насадочные смесительные теплообменники (рис. 18.14) представляют собой цилиндр, заполненный различными телами — насадкой для развития поверхности контакта фаз. Эти аппараты применяют для конденсации паров и охлаждения газов какой-либо жидкостью (обычно водой). Жидкость подают через распределительное устройство 3 на насадку. Под действием силы тяжести жидкость растекается по поверхности насадки, увеличивая поверхность контакта жидкости с паром или газом.

В полых аппаратах (цилиндрах) устанавливают специальные разбрызгиватели для увеличения поверхности контакта между водой и паром или газом. В этих аппаратах контакт между фазами происходит на поверхности капель.