اجزا مبدل حرارتی پوسته و لوله

اجزای اصلی مبدل حرارتی پوسته و لوله عبارتند از:
– لوله ها
– ورق لوله
– نازل های پوسته و پوسته
– کانال و نازل تیوب ساید(هدر ها)
– بافل ها
– تای رود ها

لوله ها

لوله ها اجزای اصلی مبدل های حرارتی پوسته و لوله هستند که سطح انتقال حرارت را بین یک سیال در داخل لوله و سیال دیگر که در خارج از لوله جریان دارد را فراهم می کنند. لوله ها ممکن است بدون درز یا جوشی باشند و معمولاً از مس یا آلیاژهای فولادی ساخته می شوند. سایر آلیاژهای نیکل، تیتانیوم یا آلومینیوم نیز ممکن است برای کاربردهای خاص مورد نیاز باشند. لوله های بدون درز در فرآیند اکستروژن تولید می شوند. لوله های جوش داده شده با چرخاندن یک نوار به داخل یک سیلندر و جوش دادن درز تولید می شوند. لوله های جوش داده شده معمولا مقرون به صرفه تر هستند.

لوله ها ممکن است یا برهنه یا با سطوح کشیده یا تقویت شده (پره دار) در خارج باشند. لوله های سطح پره دار زمانی استفاده می شوند که یک سیال دارای ضریب انتقال حرارت به طور قابل ملاحظه ای کمتر از سیال دیگر باشد. آنها دو تا چهار برابر منطقه انتقال حرارت در خارج از لوله لخت مربوطه را فراهم می کنند و این نسبت به جبران ضریب انتقال حرارت خارجی کمتر کمک می کند.

قطر لوله معمولی 5/8 “¾” و 1″ است. می توان از لوله هایی با قطر کمتر استفاده کرد اما تمیز کردن مکانیکی آنها دشوارتر است. لوله هایی با قطر بزرگتر گاهی برای تسهیل تمیز کردن مکانیکی یا دستیابی به افت فشار کمتر استفاده می شود. ضخامت دیواره لوله معمولی از 12 تا 16 BWG (از 0.109 اینچ تا 0.065 اینچ ضخامت) متغیر است. لوله های با دیواره های نازک تر (18 تا 20 BWG) زمانی استفاده می شود که مواد لوله مانند تیتانیوم نسبتاً گران باشد.

صفحات لوله

لوله‌ها با وارد شدن به سوراخ‌هایی در صفحات لوله در جای خود ثابت می‌شوند و سپس یا به شیارهایی بریده شده در سوراخ‌ها گسترش می‌یابند یا به ورق لوله جوش داده می‌شوند، جایی که لوله از سطح بیرون می‌زند. این از مخلوط شدن سیال سمت پوسته با سیال سمت لوله جلوگیری می کند. ورق لوله معمولاً یک صفحه منفرد گرد از فلز است که برای گرفتن لوله ها (به الگوی دلخواه – مربع یا مثلث)، واشرها، میله های فاصله دهنده و دایره پیچ که در آن به پوسته بسته می شود، به طور مناسب سوراخ و شیار شده است.
فاصله بین مراکز سوراخ لوله را گام لوله می نامند. به طور معمول گام لوله 1.25 برابر قطر بیرونی لوله ها است. سایر گام های لوله اغلب برای کاهش افت فشار جانبی پوسته و کنترل سرعت سیال سمت پوسته هنگام عبور از بسته لوله استفاده می شود. گام مثلثی اغلب به دلیل انتقال حرارت بالاتر و فشردگی آن اعمال می شود. زمین مربعی تمیز کردن مکانیکی بیرون لوله ها را تسهیل می کند.
دو صفحه لوله به جز بسته های لوله U مورد نیاز است. مفصل نورد شده اصطلاح رایج برای اتصال لوله به لوله ورق است که در نتیجه انبساط مکانیکی لوله در مقابل صفحه لوله ایجاد می شود. این اتصال اغلب با استفاده از گسترش دهنده های غلتکی به دست می آید. از این رو اصطلاح مفصل نورد شده است. در موارد کمتر، لوله ها توسط فرآیندهای هیدرولیکی منبسط می شوند تا بر یک پیوند مکانیکی تأثیر بگذارند. لوله ها را همچنین می توان به قسمت جلویی یا داخلی صفحه لوله جوش داد. جوش استحکامی نشان می‌دهد که استحکام مکانیکی اتصال اساساً توسط روش جوشکاری تأمین می‌شود و لوله‌ها فقط به آرامی در برابر صفحه لوله منبسط می‌شوند تا شکافی را که در غیر این صورت وجود داشت از بین ببرد. جوشکاری مهر و موم نشان می دهد که استحکام مکانیکی اتصال در درجه اول توسط انبساط لوله با لوله های جوش داده شده به ورق لوله برای محافظت از نشتی بهتر تامین می شود. هزینه اتصالات جوش داده شده معمولاً با افزایش قابلیت اطمینان، کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری و نشت کمتر فرآیند توجیه می شود. اتصالات جوش داده شده هنگام استفاده از ورق های لوله دار، زمانی که لوله هایی با ضخامت دیواره کمتر از 16 BWG (0.065 اینچ) استفاده می شود، و برای برخی از فلزات که نمی توانند به اندازه کافی برای دستیابی به پیوند مکانیکی قابل قبول منبسط شوند (برای مثال تیتانیوم و آلیاژ 2205) مورد نیاز است.
در جایی که باید از اختلاط بین دو سیال اجتناب شود، ممکن است یک صفحه لوله دوتایی مانند شکل 2 ارائه شود. فضای بین صفحات لوله به اتمسفر باز است، بنابراین هرگونه نشتی از هر یک از مایعات باید به سرعت شناسایی شود.

ورق لوله، علاوه بر الزامات مکانیکی، باید در برابر حمله خورنده توسط هر دو سیال در مبدل حرارتی مقاومت کند و باید از نظر الکتروشیمیایی با لوله و تمام مواد سمت لوله سازگار باشد.

نازل های پوسته و شل ساید

پوسته به سادگی محفظه سیال سمت پوسته است و نازل ها درگاه ورودی و خروجی هستند. پوسته معمولاً دارای سطح مقطع دایره‌ای است و معمولاً با غلطاندن یک صفحه فلزی با ابعاد مناسب در یک استوانه و جوش دادن اتصال طولی ساخته می‌شود. پوسته های با قطر کوچک را می توان با برش لوله با قطر دلخواه به طول صحیح ساخت. گرد بودن پوسته در تثبیت حداکثر قطر بافل های قابل جاگذاری و در نتیجه تأثیر نشتی پوسته به بافل مهم است.

نازل ورودی اغلب دارای یک صفحه برخورد است (شکل 3) را دقیقاً در زیر تنظیم می کند تا جت سیال ورودی را از برخورد مستقیم با سرعت بالا بر روی ردیف بالایی لوله ها منحرف کند. چنین ضربه ای می تواند باعث فرسایش، کاویتاسیون و/یا لرزش شود. به منظور قرار دادن صفحه برخورد در داخل و باقی گذاشتن سطح جریان کافی بین پوسته و صفحه برای تخلیه جریان بدون افت فشار بیش از حد، ممکن است لازم باشد برخی از لوله‌ها را از الگوی دایره کامل حذف کنید.

کانال و نازل تیوب ساید

کانال و نازل های سمت لوله به سادگی جریان سیال سمت لوله را به داخل و خارج از لوله های مبدل کنترل می کنند. از آنجایی که سیال کنار لوله عموماً خورنده‌تر است، این کانال‌ها و نازل‌ها اغلب از مواد آلیاژی ساخته می‌شوند (البته با لوله‌ها و صفحات لوله سازگار هستند). آنها ممکن است به جای آلیاژ جامد روکش شوند.

انتهای کانال با کاور کانال ارائه می شود. آنها صفحات گردی هستند که به فلنج های کانال پیچ می شوند و می توانند برای بازرسی لوله بدون ایجاد اختلال در لوله کشی کناری لوله جدا شوند. در مبدل‌های حرارتی کوچک‌تر، معمولاً به جای کانال‌ها و پوشش‌های کانال، از کلاه‌هایی با نازل‌های فلنجی یا اتصالات رزوه‌ای برای لوله‌های کنار لوله استفاده می‌شود.

سخن پایانی

شما می توانید با اطمینان از رعایت استاندارد ها، جهت طراحی و سفارش و خرید انواع مبدل حرارتی از جمله مبدل حرارتی پوسته و لوله ، مبدل حرارتی صفحه ای ، مبدل حرارتی هوا خنک و…. برای تاسیسات خود با واحد فروش یاران قطعه توس خراسان (یارا مبدل) در تماس باشید.