셸 & 튜브 열 교환기는 무엇입니까?

쉘앤튜브 열교환기는 두 유체가 혼합되지 않고 열 에너지를 전달하도록 설계된 산업용 압력 용기의 한 종류입니다. 견고한 설계와 극한의 압력 및 온도를 처리할 수 있는 능력 때문에 석유 정제소, 대규모 화학 공정 및 발전 시설에서 가장 일반적으로 사용되는 열교환기 유형입니다.기본 설계는 이름에서 알 수 있듯이 큰 외부 압력 용기(쉘) 안에 작은 파이프(튜브) 다발이 있습니다. 한 유체는 튜브 내부를 흐르고, 두 번째 유체는 쉘 내부의 튜브 외부를 흐르면서 열전도성 튜브 벽을 통해 열을 전달합니다.

1. 열교환기의 구조쉘앤튜브 열교환기는 사용자 정의가 가능하지만 모든 설계는 네 가지 중요한 기계 부품에 의존합니다:튜브 번들: 핵심 열 전달 표면입니다. 튜브는 일반적으로 전도성이 높고 부식에 강한 금속(티타늄, 구리 합금 또는 스테인리스강 등)으로 만들어집니다.쉘:

튜브 시트:

• 튜브를 수용하기 위해 구멍이 뚫린 두꺼운 금속판입니다. 튜브는 이 시트에 확장되거나 용접되어 쉘 측 유체와 튜브 측 유체를 분리하는 누수 방지 씰을 만듭니다.배플:

• 쉘 내부에 설치된 내부 판입니다. 두 가지 중요한 목적을 수행합니다. 긴 튜브를 지지하여 진동을 방지하고, 쉘 측 유체가 튜브 번들 전체를 지그재그 패턴으로 흐르도록 강제하여 난류를 생성하고 열 전달을 극대화합니다.2. 열역학: 열 전달 및 LMTD

• 쉘앤튜브 열교환기의 크기 및 효율성은 기본 열 전달 방정식에 의해 결정됩니다:LMTD 이해하기

• 열교환기를 통과하면서 두 유체의 온도가 모두 변하기 때문에 온도 차이가 일정하지 않습니다. 엔지니어는 열 전달을 위한 실제 평균 구동력을 계산하기 위해 LMTD(Log Mean Temperature Difference)를 사용합니다.대화형 LMTD 및 표면적 계산기

3. 유동 구성: "다중 통과"는 왜?

1-1 열교환기(단일 통과):유체는 튜브의 한쪽 끝에서 들어가 다른 쪽 끝에서 나옵니다. 쉘 유체도 마찬가지입니다.1-2 열교환기(2중 통과 튜브):

다중 통과(예: 2-4 열교환기):더 작은 물리적 공간에서 난류와 열 효율을 극대화하기 위해 대규모 산업 작업에 사용됩니다.4. 쉘앤튜브 대 판형 열교환기

특징

• 쉘앤튜브 열교환기판형 열교환기(PHE)

• 압력 한계매우 높음(최대 300bar 이상)보통(일반적으로 30bar 미만)온도 한계

• 매우 높음(최대 600°C 이상)보통(고무 개스킷으로 제한됨, 약 150°C)

크고 무거움