Что такое теплообменник Shell & Tube?

Кожухотрубный теплообменник — это класс промышленных сосудов под давлением, предназначенный для передачи тепловой энергии между двумя жидкостями без их смешивания. Это наиболее распространенный тип теплообменника, используемый на нефтеперерабатывающих заводах, в крупномасштабных химических процессах и на электростанциях благодаря своей прочной конструкции и способности работать при экстремальных давлениях и температурах.Основная конструкция точно соответствует названию: большой внешний сосуд под давлением (

кожух) содержит пучок меньших труб ( трубки). Одна жидкость протекает внутри трубок, а вторая жидкость протекает снаружи трубок внутри кожуха, передавая тепло через теплопроводящие стенки трубок.1. Анатомия теплообменника

Пучок трубок:

• Основная поверхность теплопередачи. Трубки обычно изготавливаются из высокопроводящих, коррозионностойких металлов (таких как титан, медные сплавы или нержавеющая сталь).Кожух:

• Внешний цилиндр, содержащий вторую жидкость. Он спроектирован так, чтобы выдерживать внутреннее давление системы, и часто изолирован для предотвращения тепловых потерь в окружающую среду.Трубные решетки:

• Толстые металлические пластины с просверленными отверстиями для установки трубок. Трубки развальцовываются или привариваются к этим решеткам для создания герметичного уплотнения, отделяющего жидкость в кожухе от жидкости в трубках.Перегородки:

• Внутренние пластины, установленные внутри кожуха. Они выполняют две важные функции: поддерживают длинные трубки для предотвращения вибрации и заставляют жидкость в кожухе течь зигзагообразно поперек пучка трубок, что создает турбулентность и максимизирует теплопередачу.2. Термодинамика: Теплопередача и СРТД

Понимание СРТД

среднелогарифмическую разность температур (СРТД) для расчета истинной средней движущей силы теплопередачи.Интерактивный калькулятор СРТД и площади поверхности

$A$).3. Конфигурации потока: Почему "многоходовой"?

Теплообменник 1-1 (одноходовой):

• Жидкость входит в один конец трубок и выходит из другого. Жидкость в кожухе делает то же самое.Теплообменник 1-2 (двухходовой по трубкам):

• Жидкость в трубках входит, проходит половину трубок, достигает U-образного изгиба (или возвратного коллектора) и проходит обратно по другой половине трубок. Это удваивает скорость жидкости и увеличивает коэффициент теплопередачи ($U$), хотя и требует большей мощности насоса.Многоходовые (например, теплообменники 2-4):

• Используются для массивных промышленных задач для максимизации турбулентности и тепловой эффективности в меньшем физическом пространстве.4. Кожухотрубные против пластинчатых теплообменников

Характеристика

Ассоциация производителей трубчатых теплообменников. Это мировой стандарт, который определяет механическую конструкцию, допуски и номенклатуру (например, типы BEM, AEL, NEN) кожухотрубных теплообменников.Что такое "загрязнение" в теплообменнике?

внутреннюю часть трубок, которую можно очистить струями воды под высоким давлением.Почему перегородки имеют вырез?