Apa itu Shell & Tube Heat Exchanger?

Apenukar panas shell dan tabungadalah kelas wadah tekanan industri yang dirancang untuk mentransfer energi termal antara dua cairan tanpa membiarkan mereka bercampur.proses kimia besar, dan fasilitas pembangkit listrik karena desain yang kuat dan kemampuan untuk menangani tekanan dan suhu ekstrem.

Desain dasar adalah persis seperti namanya: kapal tekanan luar besarkerang) terdiri dari serangkaian pipa kecil (pipatabungSatu cairan mengalir melalui bagian dalam tabung, sementara cairan kedua mengalir di luar tabung di dalam cangkang, mentransfer panas melalui dinding tabung konduktif termal.

Penukar panas cangkang dan tabung sangat dapat disesuaikan, tetapi semua desain bergantung pada empat komponen mekanis penting:

• Paket tabung:Tubu biasanya terbuat dari logam yang sangat konduktif dan tahan korosi (seperti titanium, paduan tembaga, atau baja tahan karat).

• The Shell:Silinder luar yang berisi cairan kedua. Hal ini dirancang untuk menahan tekanan internal sistem dan sering terisolasi untuk mencegah kehilangan panas ke lingkungan.

• Lembar tabung:Plat logam tebal yang dibor dengan lubang untuk menerima tabung. Tabung diperluas atau dilas ke dalam lembaran ini untuk menciptakan segel anti bocor yang memisahkan cairan sisi cangkang dari cairan sisi tabung.

• Baffles:Pelat internal dipasang di dalam cangkang. mereka melayani dua tujuan penting: mendukung tabung panjang untuk mencegah getaran,dan memaksa cairan sisi cangkang untuk mengalir dalam pola zigzag di seluruh bundel tabung, yang menciptakan turbulensi dan memaksimalkan transfer panas.

Ukuran dan efisiensi penukar panas cangkang dan tabung diatur oleh persamaan transfer panas dasar:

Karena suhu kedua cairan berubah saat mengalir melalui penukar, perbedaan suhu antara keduanya tidak konstan.Perbedaan suhu rata-rata log (LMTD)untuk menghitung kekuatan pendorong rata-rata yang sebenarnya untuk transfer panas.

Untuk memahami bagaimana suhu cairan menentukan ukuran fisik penukar panas, gunakan simulator di bawah ini.bersama dengan beban panas target Anda, untuk menghitung LMTD dan luas permukaan yang dibutuhkan ($A$)).

Sedangkan widget di atas mengasumsikan satu kali melewati, shell industri dan tabung penukar panas jarang yang sederhana.Mereka dikategorikan oleh jumlah kali cairan melewati panjang penukar.

• 1-1 Penukar (Satu Pass):Cairan masuk ke ujung satu tabung dan keluar ke ujung lainnya.

• 1-2 Exchanger (Two-Pass Tube):Cairan tabung masuk, melintasi setengah tabung, mencapai tikungan U (atau header kembali), dan melintasi kembali setengah tabung lainnya.Ini melipatgandakan kecepatan cairan dan meningkatkan koefisien transfer panas ($U$), meskipun membutuhkan daya pompa yang lebih besar.

• Multipass (misalnya, 2-4 Exchanger):Digunakan untuk tugas industri besar untuk memaksimalkan turbulensi dan efisiensi termal dalam jejak fisik yang lebih kecil.

Saat menentukan peralatan, alternatif utama untuk desain shell & tube adalah Plate Heat Exchanger (PHE).

TEMA adalah singkatanAsosiasi Produsen Penukar TubularIni adalah standar global yang menentukan desain mekanik, toleransi, dan nomenklatur (misalnya, BEM, AEL, jenis NEN) penukar panas cangkang dan tabung.

karena sisi cangkang penukar tabung sangat sulit untuk dibersihkan secara mekanis,insinyur selalu rute "terkotor" atau cairan yang paling korosif melaluiDi dalampipa, yang dapat dibersihkan dengan tombak air bertekanan tinggi.

Baffle bukan cakram padat; biasanya memiliki 20% hingga 30% "potongan" (seperti setengah bulan).meminimalkan "zona mati" yang stagnan dan memaksimalkan pencampuran turbulen yang diperlukan untuk transfer panas yang optimal.