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शेल-एंड-ट्यूब हीट एक्सचेंजर क्या है?
शेल-एंड-ट्यूब हीट एक्सचेंजर डिजाइन
,औद्योगिक हीट एक्सचेंजर घटक
,हीट एक्सचेंजर के तकनीकी विनिर्देश
एक शेल और ट्यूब हीट एक्सचेंजर एक दबाव पोत है जिसमें ट्यूबों का एक गुच्छा होता है। एक तरल पदार्थ ट्यूबों के माध्यम से बहता है (ट्यूब-साइड),जबकि एक दूसरा तरल पदार्थ खोल के भीतर ट्यूबों के चारों ओर बहता है ( खोल पक्ष)ट्यूब की दीवारें हीट ट्रांसफर सतह के रूप में कार्य करती हैं, जिससे थर्मल ऊर्जा दो तरल पदार्थों के बीच बिना कभी मिश्रण के गुजर सकती है। वे उच्च दबाव के लिए उद्योग मानक हैं,उच्च तापमान, और भारी उद्योग अनुप्रयोगों।
यह तंत्र संवहन और संवहन पर निर्भर करता है।
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प्रवाह पृथक्करणः तरल पदार्थ शारीरिक रूप से ट्यूब की दीवार से अलग रहते हैं।
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थर्मल एक्सचेंजः ट्यूब की दीवार के माध्यम से गर्म तरल से ठंडा तरल में गर्मी जाती है।
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उथल-पुथल बढ़ाना: खोल के अंदर, धातु के बैफल्स खोल के किनारे के तरल पदार्थ को ट्यूबों के माध्यम से एक ज़िग-ज़ैग पैटर्न में बहने के लिए मजबूर करते हैं। इससे उथल-पुथल बढ़ जाती है,जो लामिनेर प्रवाह की तुलना में गर्मी हस्तांतरण दरों में काफी सुधार करता है.
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प्रवाह व्यवस्थाएं:
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समवर्ती धाराः द्रव एक ही छोर से प्रवेश करते हैं और एक ही दिशा में बहते हैं।
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प्रतिप्रवाह: द्रव विपरीत दिशाओं में बहते हैं, सामान्यतः उच्च ताप दक्षता प्राप्त करते हैं।
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एक इकाई के चयन या रखरखाव के लिए इन घटकों को समझना आवश्यक हैः
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ट्यूब बंडल: सीधी या यू के आकार की ट्यूबों से युक्त मुख्य घटक।
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शेलः शेल साइड तरल पदार्थ युक्त बेलनाकार बाहरी आवरण।
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ट्यूब शीट: एक प्लेट जो ट्यूबों को अपनी जगह पर सुरक्षित रखती है और ट्यूब-साइड और शेल-साइड तरल पदार्थों को अलग करती है।
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बाफल्स: आंतरिक प्लेटें जो ट्यूबों को समर्थन देती हैं, कंपन को रोकती हैं, और अधिकतम गर्मी हस्तांतरण के लिए द्रव प्रवाह को निर्देशित करती हैं।
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हेडर (फ्रंट एंड रियर): अंत में कक्ष जो ट्यूब-साइड द्रव को बंडल में और बाहर ले जाते हैं।
टीईएमए (ट्यूबलर एक्सचेंजर मैन्युफैक्चरर्स एसोसिएशन) और एएसएमई कोड प्राथमिक यांत्रिक विन्यास को परिभाषित करते हैंः
| डिजाइन प्रकार | मुख्य विशेषता | सबसे अच्छा उपयोग मामला |
|---|---|---|
| फिक्स्ड ट्यूबशीट | ट्यूब शीट्स को गोले से स्थायी रूप से वेल्डेड किया जाता है। | कम से मध्यम तापमान अंतर; कम लागत। |
| यू-ट्यूब | ट्यूबों को "यू" के रूप में मोड़ा जाता है और एक ट्यूब शीट पर तय किया जाता है। | उच्च ताप विस्तार अनुप्रयोग; हटाने योग्य बंडल। |
| तैरता हुआ सिर | एक ट्यूबशीट स्थिर है, एक चलती है (फ्लोट्स) । | उच्च तापमान/दबाव अंतर; सफाई के लिए पूर्ण हटाने की अनुमति देता है। |
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मजबूतीः अत्यधिक दबाव (> 300bar) और तापमान (> 400 °C) का सामना करने में सक्षम।
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बहुमुखी प्रतिभा: तरल पदार्थों, गैसों और चरण-परिवर्तन मीडिया (संक्षेपण/वाष्पीकरण) के साथ काम करता है।
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रखरखाव में आसानीः यू-ट्यूब और फ्लोटिंग हेड डिजाइन आंतरिक निरीक्षण और यांत्रिक सफाई की अनुमति देते हैं।
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विश्वसनीयताः दशकों की मानकीकृत इंजीनियरिंग (टीईएमए/एएसएमई) उन्हें अनुमानित और सुरक्षित बनाती है।
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पदचिह्नः प्लेट हीट एक्सचेंजर से काफी बड़ा और भारी।
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फोलिंगः स्केलिंग के लिए संवेदनशील; बैफल/ट्यूब ज्यामिति का सावधानीपूर्वक रखरखाव की आवश्यकता होती है।
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दक्षताः प्लेट डिजाइनों की तुलना में प्रति इकाई आयतन सामान्यतः कम हीट ट्रांसफर दक्षता।
प्रश्न: क्या शेल और ट्यूब एक्सचेंजर एएसएमई कोड के अनुरूप हैं?
उत्तर: हां, इन इकाइयों का डिजाइन और निर्माण औद्योगिक वातावरण में संरचनात्मक अखंडता सुनिश्चित करने के लिए ASME बॉयलर और दबाव पोत कोड (धारा VIII) और TEMA मानकों द्वारा शासित है।
प्रश्न: मुझे प्लेट हीट एक्सचेंजर के बजाय शेल और ट्यूब कब चुनना चाहिए?
उत्तरः जब आपकी प्रक्रिया में बहुत अधिक दबाव, उच्च तापमान, खतरनाक तरल पदार्थों के लिए मजबूत प्रतिधारण की आवश्यकता होती है, तो खोल और ट्यूब चुनें।या उच्च गंदगी की स्थिति जो पतली प्लेट चैनलों को बंद करने के लिए प्रवण बनाती है.
प्रश्न: शेल में बैफल्स का उद्देश्य क्या है?
उत्तर: बैफल्स दो उद्देश्यों के लिए काम करते हैं: वे ट्यूबों को ढीला होने या कंपन करने से रोकने के लिए एक समर्थन संरचना के रूप में कार्य करते हैं (जो थकान लीक का कारण बनता है), और वे अशांति को बढ़ाते हैं,गर्मी निष्कर्षण को अधिकतम करने के लिए ट्यूबों के माध्यम से घुमावदार करने के लिए खोल पक्ष तरल मजबूर.
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