Shell & Tube Isı Değiştiricisi nedir?

Akabuk ve tüp ısı değiştiricisiiki sıvı arasında karışmalarına izin vermeden ısı enerjisi aktarmak için tasarlanmış endüstriyel basınçlı bir kap sınıfıdır. Petrol rafinerilerinde kullanılan en yaygın ısı değiştiricisidir.Büyük kimyasal işlemler, ve güç üretimi tesisleri sağlam tasarımı ve aşırı basınç ve sıcaklıkları ele alma yeteneği nedeniyle.

Temel tasarım tam olarak adından anlaşıldığı gibi: büyük bir dış basınç kapıkabuk) daha küçük borulardan oluşan bir paket içerir.tüplerBir sıvı boruların içinden akıyor, ikincisinin ise kabuk içindeki boruların dışından akıp, ısı ileten boru duvarlarından ısı aktarıyor.

1Değiştiricinin Anatomi.

Bir kabuk ve tüp ısı değiştiricisi son derece özelleştirilebilir, ancak tüm tasarımlar dört kritik mekanik bileşene dayanır:

• Tüp Paketi:Çubuklar genellikle yüksek iletkenlik, korozyona dayanıklı metallerden (titanyum, bakır alaşımları veya paslanmaz çelik gibi) yapılır.

• Kabuk:İkinci sıvıyı içeren dış silindir. Sistemin iç basıncına dayanmak için tasarlanmıştır ve genellikle çevreye ısı kaybını önlemek için yalıtımlıdır.

• Tüp levhaları:Tüpleri kabul etmek için delikleri delinen kalın metal plakalar. Tüpler, kabuk kenarındaki sıvıyı tüp kenarındaki sıvıdan ayıran bir sızıntı geçirmez mühür oluşturmak için bu levhalara genişletilir veya kaynaklanır.

• Sıfırlayıcılar:Kabukların içine yerleştirilen iç plakalar iki önemli amaca hizmet eder.ve kabuk tarafındaki sıvıyı tüp kümesi boyunca bir zıkkız şeklinde akmaya zorlamak, bu da türbülans yaratır ve ısı aktarımını en üst düzeye çıkarır.

2. Termodinamik: Isı Transfer & LMTD

Bir kabuk ve boru ısı değiştiricisinin boyutu ve verimliliği temel ısı aktarımı denklemi ile yönetilir:

LMTD'yi anlamak

Her iki sıvının da sıcaklıkları değiştikçe, aralarındaki sıcaklık farkı sabit değildir.Log ortalama sıcaklık farkı (LMTD)Isı aktarımı için gerçek ortalama itici kuvveti hesaplamak için.

Etkileşimli LMTD ve Yüzey Alanı Hesaplayıcı

Sıcak ve soğuk akışlarınızın giriş ve çıkış sıcaklıklarını ayarlayın.Hedef ısı yükünüzle birlikte, LMTD ve gerekli yüzey alanını hesaplamak için ($A$)

3Akış Yapılandırmaları: Neden "Çeşitli Geçiş"?

Yukarıdaki widget tek bir geçiş varsayarken, endüstriyel kabuk ve tüp ısı değiştiricileri nadiren bu kadar basittir.Değiştiricinin uzunluğundan sıvının kaç kez geçtiğine göre sınıflandırılırlar..

• 1-1 Değiştiricisi (tek geçiş):Sıvı tüplerin bir ucundan giriyor ve diğer ucundan çıkıyor.

• 1-2 Değiştiricisi (İki geçişli boru):Tüp sıvısı içeri girer, tüplerin yarısından aşağı doğru gider, bir U bükülmesine (veya geri dönüş başlığına) çarpar ve tüplerin diğer yarısından aşağı doğru geri gider.Bu, sıvı hızını iki katına çıkarır ve ısı transferi katsayısını arttırır ($U$), ancak daha fazla pompa gücü gerektirir.

• Çoklu geçiş (örneğin, 2-4 Değiştiriciler):Daha küçük bir fiziksel ayak izi içinde türbülans ve termal verimliliği en üst düzeye çıkarmak için büyük endüstriyel görevler için kullanılır.

4. Shell & Tube vs. Plaka Isı Değiştiricileri

Ekipmanları belirlerken, kabuk ve boru tasarımına başlıca alternatif bir Plate Heat Exchanger (PHE) 'dır.

5Sıkça Sorulan Sorular (FAQ)

TEMA nedir?

TEMA,Tubular Değiştiriciler DerneğiBu küresel standart, kabuk ve boru ısı değiştiricilerinin mekanik tasarımını, toleranslarını ve nomenklatürünü (örneğin, BEM, AEL, NEN türleri) belirler.

Bir ısı değiştiricide kirlenme nedir?

Kirlenme, ısı aktarımı yüzeylerinde kir, ölçek veya biyolojik büyüme birikmesidir.Mühendisler her zaman "en kirli" ya da en koroziv sıvıyıİçerideYüksek basınçlı su mızraklarıyla temizlenebilen borular.

Neden buşluklar bir açıyla kesilmiş?

Baffles katı diskler değildir; genellikle %20 ila %30 "kesim" (yarım ay gibi) vardır.durgun "ölümlü bölgeleri" en aza indirmek ve optimal ısı transferi için gerekli olan türbülent karışımı en üst düzeye çıkarmak.