Τι είναι ένας ανταλλάκτης θερμότητας Shell & Tube;

Αθερμοανταλλάκτης κελύφους και σωλήναείναι μια κατηγορία βιομηχανικών δοχείων υπό πίεση που έχουν σχεδιαστεί για τη μεταφορά θερμικής ενέργειας μεταξύ δύο υγρών χωρίς να επιτρέπεται η ανάμειξή τους.μεγάλες χημικές διεργασίες, και εγκαταστάσεις παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας λόγω του ανθεκτικού σχεδιασμού και της ικανότητάς του να χειρίζεται ακραίες πιέσεις και θερμοκρασίες.

Το βασικό σχέδιο είναι ακριβώς όπως υποδηλώνει το όνομά του: ένα μεγάλο εξωτερικό δοχείο πίεσης (τοκέλυφοςΗ συσκευή αυτή περιέχει μια δέσμη μικρότερων σωλήνων.ΣωλήνεςΈνα υγρό ρέει μέσα από τους σωλήνες, ενώ το δεύτερο ρέει πάνω από το εξωτερικό των σωλήνων μέσα στο κέλυφος, μεταφέροντας θερμότητα μέσω των θερμικά αγωγών τοίχων του σωλήνα.

1Ανατομία του Ανταλλάκτη.

Ένας ανταλλακτής θερμότητας κελύφους και σωλήνα είναι εξαιρετικά προσαρμοσμένος, αλλά όλα τα σχέδια βασίζονται σε τέσσερα κρίσιμα μηχανικά στοιχεία:

• Το δέμα του σωλήνα:Οι σωλήνες είναι συνήθως κατασκευασμένοι από υψηλής αγωγιμότητας, ανθεκτικά στη διάβρωση μέταλλα (όπως τιτάνιο, κράματα χαλκού ή ανοξείδωτο χάλυβα).

• Το Κέλυφος:Ο εξωτερικός κύλινδρος που περιέχει το δεύτερο υγρό. Είναι σχεδιασμένος για να αντέχει στην εσωτερική πίεση του συστήματος και συχνά απομονώνεται για να αποτρέψει τη θερμική απώλεια στο περιβάλλον.

• Τύποι:Οι σωλήνες επεκτείνονται ή συγκολλούνται σε αυτά τα φύλλα για να δημιουργήσουν μια στεγνή σφραγίδα που διαχωρίζει το υγρό από την πλευρά του καβούκι από το υγρό από την πλευρά του σωλήνα.

• Αμβλύνσεις:Οι εσωτερικές πλάκες τοποθετούνται μέσα στο κέλυφος και εξυπηρετούν δύο ζωτικούς σκοπούς:και αναγκάζοντας το υγρό πλευρά του κέλυφου να ρέει σε ένα σχέδιο ζιγκ ζαγκ σε όλη τη δέσμη του σωλήνα, που δημιουργεί αναταραχές και μεγιστοποιεί τη μεταφορά θερμότητας.

2Η θερμοδυναμική: μεταφορά θερμότητας και LMTD

Το μέγεθος και η απόδοση ενός θερμοανταλλάκτη κελύφους και σωλήνα διέπονται από τη θεμελιώδη εξίσωση μεταφοράς θερμότητας:

Κατανοηση της LMTD

Επειδή οι θερμοκρασίες και των δύο υγρών αλλάζουν καθώς ρέουν μέσα από τον ανταλλάκτη, η διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ τους δεν είναι σταθερή.Διαφορά μέσης θερμοκρασίας λογισμικού (LMTD)για τον υπολογισμό της πραγματικής μέσης κινητικής δύναμης για τη μεταφορά θερμότητας.

Διαδραστικός LMTD & Υπολογιστής επιφάνειας

Για να καταλάβετε πώς οι θερμοκρασίες των υγρών υπαγορεύουν το φυσικό μέγεθος του εναλλάκτη θερμότητας, χρησιμοποιήστε τον παρακάτω προσομοιωτή.Μαζί με το θερμό φορτίο στόχου σας, για τον υπολογισμό της LMTD και της απαιτούμενης επιφάνειας ($Α$)).

3. Διαμορφώσεις ροής: Γιατί "Πολλαπλές περάσεις";

Ενώ η παραπάνω συσκευή υποθέτει ένα μόνο πέρασμα, οι βιομηχανικοί ανταλλακτές θερμότητας με κέλυφος και σωλήνα σπάνια είναι τόσο απλοί.Κατηγοριοποιούνται από τον αριθμό των περιόδων που το υγρό περνά μέσα από το μήκος του ανταλλάκτη..

• 1-1 Ανταλλάκτης (Μιαμελή Διαβασιμότητα):Το υγρό μπαίνει από το ένα άκρο του σωλήνα και βγαίνει από το άλλο.

• 1-2 Ανταλλάκτης (Δύοδιαδρομικός σωλήνας):Το υγρό του σωλήνα εισέρχεται, ταξιδεύει προς τα κάτω στο μισό σωλήνα, χτυπά ένα U-bend (ή επικεφαλίδα επιστροφής) και ταξιδεύει πίσω προς το άλλο μισό του σωλήνα.Αυτό διπλασιάζει την ταχύτητα του υγρού και αυξάνει τον συντελεστή μεταφοράς θερμότητας ($U$), αν και απαιτεί μεγαλύτερη αντλιακή ισχύ.

• Πολλαπλές διαδρομές (π.χ. 2-4 διαμεσολαβητές):Χρησιμοποιείται για τεράστιες βιομηχανικές εργασίες για τη μεγιστοποίηση της αναταραχής και της θερμικής απόδοσης σε μικρότερο φυσικό αποτύπωμα.

4. Shell & Tube έναντι θερμοανταλλακτών πλάκας

Κατά την προδιαγραφή εξοπλισμού, η κύρια εναλλακτική λύση για το σχεδιασμό κελύφους και σωλήνα είναι ένας ανταλλακτής θερμότητας πλάκας (PHE).

5Συχνές ερωτήσεις (FAQ)

Τι είναι το TEMA;

Το TEMA σημαίνειΣύνδεση κατασκευαστών σωληνοειδών ανταλλακτικώνΕίναι το παγκόσμιο πρότυπο που υπαγορεύει τον μηχανικό σχεδιασμό, τις ανοχές και την ονοματολογία (π.χ. τύπους BEM, AEL, NEN) των ανταλλακτών θερμότητας κελύφους και σωλήνων.

Τι είναι "φθορά" σε εναλλάκτη θερμότητας;

Η μόλυνση είναι η συσσώρευση βρωμιών, κλίμακας ή βιολογικής ανάπτυξης στις επιφάνειες μεταφοράς θερμότητας.Οι μηχανικοί πάντοτε διοχετεύουν το πιο βρώμικο ή το πιο διαβρωτικό υγρό μέσα από τοΜέσαΟι σωλήνες μπορούν να καθαριστούν με ράβδους ύδατος υψηλής πίεσης.

Γιατί οι φέφλες κόβονται με γωνία;

Τα βαφλ δεν είναι στερεοί δίσκοι, συνήθως έχουν 20% έως 30% "κόψιμο" (όπως ένα μισό φεγγάρι).ελαχιστοποίηση των "νεκρών ζωνών" στασιμότητας και μεγιστοποίηση της αναταραχής που απαιτείται για τη βέλτιστη μεταφορά θερμότητας.