껍질 과 튜브 열 교환기 의 핵심 부품: 공학적 고장

껍질 및 튜브 열 교환기 (shell and tube heat exchanger, STHE) 는 두 액체를 혼합하지 않고 두 액체 사이에 열 에너지를 전송하도록 설계된 압력 용기 집합체이다.이 시스템은 여러 가지 중요한 부분들로 구성되어 있습니다.: 껍데기 (관리 용기), 튜브 펀들 (핵심 열 전달 표면), 튜브 잎 (구조 밀폐) 및 바프 (흐름 조절기).특정 압력 에 맞는 올바른 교환기 를 선택 하기 위해 이 개별 부품 들 을 이해하는 것 은 매우 중요 하다, 온도 및 매진 요구 사항

열 교환기 의 기능 을 이해 하기 위해, 다음 의 엔지니어링 부품 들 의 통합 된 집합체 로 간주 해야 합니다.

껍질 (shell) 은 바깥쪽의 고통형 용기이다. "껍질 측면"의 유체를 담는 용기 역할을 한다. 그 지름은 튜브 뭉치의 부피와 필요한 흐름 속도를 기준으로 크기가 결정된다.고압 용품, 껍질은 공정 액체와 주변 환경 사이의 압력 차이에 견딜 수 있을 만큼 두꺼워야 합니다.

열 교환기의 중심, 튜브 펀들, 평행 튜브의 일련으로 구성됩니다.

• 기능: 열 전달을 위한 주요 표면 영역을 제공합니다.

• 구성: 직선 (기계 청소를 용이하게 하기 위해) 또는 U 모양 (열적 팽창을 수용하기 위해) 이 될 수 있습니다.

• 재료: 일반적으로 스테인리스 스틸, 구리 또는 이국적인 합금, 유체의 부식성과 열 요구 사항에 따라.

튜브 시트 (tube sheet) 는 정밀하게 구멍을 뚫은 원형 금속판이다. 튜브는 이 구멍에 삽입되어 용접 또는 기계적 팽창 (롤링) 으로 고정된다.

• 역할: 튜브 를 지지 하고 튜브 쪽 유체 와 껍질 쪽 유체 를 분리 하는 장벽 을 제공 하여 교차 오염 을 방지 한다.

바플은 껍질 안쪽에 있는 금속판입니다.

• 흐름 방향: 껍질 쪽의 액체가 튜브를 가로 질러 지크 자그 (횡단 흐름) 패턴으로 흐르게 하여 난류를 증가시키고, 결과적으로 열 전달 계수를 증가시킨다.

• 구조적 지원: 높은 유체 속도 때문에 튜브가 느려지거나 진동하는 것을 방지합니다.

특정 용도에 대한 껍질 및 튜브 열 교환기의 구성 요소를 평가 할 때 엔지니어들은 다음을 우선 순위에 두어야합니다.

• 열 확장: 큰 온도 차이를 가진 응용 프로그램에서 설계는 확장 (예를 들어,U-튜브 또는 떠있는 머리) 는 구조적 피로 또는 튜브 잎에서 튜브 누출을 방지하기 위해.

• 오염 완화: 공정 액체가 오염 (초석 또는 비늘 축적) 에 유연한 경우 기계적 청소를 허용하기 위해 제거 가능한 뭉치와 직선 튜브가있는 디자인을 선택하십시오.

• 재료 호환성: 껍질 벽에서 가스켓에 이르기까지 모든 구성 요소는 부식, 침식 또는 스트레스 균열을 방지하기 위해 공정 유체의 화학적 특성에 호환되어야합니다.

질문: 액체의 혼합을 막기 위해 가장 중요한 요소는 무엇입니까?

A: 튜브와 튜브의 결합. 이 결합이 부적절한 용접, 부적절한 팽창, 또는 부식으로 인해 고장과 튜브 쪽의 유체가 섞일 수 있다면,주요 안전 및 프로세스 문제입니다..

Q: 왜 껍질에 있는 바벨이 필수적인가?

A: 바프러 없이, 껍질 쪽 유체는 단순히 튜브와 평행하게 흐르면서 정지된 영역과 열 전달이 저하됩니다. 바프러는 튜브 표면을 "깨어"내기 위해 필요한 격변을 만듭니다.효율성을 극대화.

질문: 껍질이나 튜브 같은 부품은 나중에 다른 재료로 업그레이드 될 수 있나요?

A: 일반적으로는 아닙니다. 압력 등급 및 설계 코드 (ASME/TEMA) 는 원래 제조물의 재료와 두께에 특이합니다. 후편화는 일반적으로 비용 효과적이거나 안전하지 않습니다.일반적으로 초기 설계 단계에서 올바른 재료를 지정하는 것이 좋습니다..

당신은 새로운 시스템에 대한 열 교환기를 지정하는 과정에 있습니까? 아니면 기존 장치에 대한 유지 보수 문제를 해결하고 있습니까?