Эффективность работы теплообменника зависит от интенсивности обменных процессов, которые в нём протекают, а также от того, насколько хорошо минимизированы энергозатраты и теплопотери. Но можно ли как-то повлиять на интенсивность процессов в аппарате? На этот вопрос мы постараемся ответить, рассматривая кожухотрубный теплообменник - одну из разновидностей специального оборудования. Для начала стоит отметить, что коэффициент теплопередачи в обменных аппаратах кожухотрубного типа в первую очередь зависит от условий теплопередачи между холодной водой и горячей рабочей средой. К сожалению, установленные по умолчанию параметры рабочих сред не поддаются изменению в кожухотрубных аппаратах. Именно поэтому главное влияние на интенсивность процессов оказывается за счёт воздействия на гидродинамический режим внутри оборудования.
Итак, какими методами можно воспользоваться для того, чтобы интенсифицировать теплообмен? Другими словами, как перевести агрегат кожухотрубного типа в гидродинамический режим работы? Во-первых, можно повысить турбулентность потока рабочей среды. Во-вторых, следует изменить вектор движения теплоносителей в пучках труб. Так, например, можно сделать вектор поперечным. Стандартная конструкция кожухотрубного аппарата устроена таким образом, что, когда поток несётся по трубам, его скорость может упасть в 2 раза. Благодаря такой недоработке, турбулентность потока существенно снижается. Следовательно, снижается и интенсивность процессов теплообмена. Замечен и ещё один момент: снижение скорости потока ведёт к выпадению осадка на стенки труб. Из-за этого на трубах со временем образуются отложения.
Из вышесказанного следует вывод: расчёт кожухотрубного агрегата принципиально отличается от расчёта пластинчатого. Всё потому, что пластинчатый теплообменник гораздо проще и функциональнее. Но вернёмся к кожухотрубным моделям. Итак, в том случае, если при производстве аппаратов организовать омывание труб и ускорить движение потока теплоносителя, то интенсивность процессов теплообмена способна существенно увеличиться. Повышение интенсивности этих процессов ведёт не только к существенному увеличению эффективности, но и уменьшение размера подобного оборудования.
Также оптимизация процессов ведёт к исключению прочих факторов ухудшения интенсивности процессов теплообмена. Например, если повысить турбулентность, можно замедлить образование осадков. Кроме того, данная мера способствует улучшению интенсивности обмена теплом между средами.