مبدل حرارتی لوله (پوسته).

1. معرفی محصول
مبدل حرارتی پوسته و لوله یک مبدل حرارتی دیواری پارتیشن بندی شده است که از دیواره لوله تبادل حرارتی محصور در پوسته به عنوان سطح انتقال حرارت استفاده می کند. این نوع مبدل حرارتی دارای ویژگی های ساختار ساده، استحکام، طیف گسترده ای از انتخاب مواد، ظرفیت پردازش بزرگ، توانایی مقاومت در برابر دمای بالا و فشار بالا، سازگاری قوی، عملکرد قابل اعتماد، اثر انتقال حرارت خوب و سازگاری قوی است. به طور گسترده در تولید استفاده می شود. گسترده ترین طیف تجهیزات تبادل حرارت.

در حال حاضر، در تجهیزات تبادل حرارتی مورد استفاده در تولید مواد شیمیایی در داخل و خارج از کشور، مبدل حرارتی پوسته و لوله همچنان غالب است. در شرایط فشار متوسط، مبدل حرارتی پوسته و لوله مناسب ترین است. به خصوص زمانی که سرعت جریان مایع زیاد باشد، استفاده از انواع دیگر مبدل های حرارتی دشوار است. تحت فشار بالا، به طور کلی می توان از یک مبدل حرارتی لوله U شکل استفاده کرد که یک مبدل حرارتی پوسته و لوله نیز می باشد.

2. ساختار مبدل حرارتی پوسته و لوله
این شامل پوسته، بسته نرم افزاری لوله انتقال حرارت، ورق لوله، بافل (بافل) و جعبه لوله و سایر اجزا است. پوسته عمدتاً استوانه‌ای است که داخل آن یک دسته لوله است و دو سر بسته‌بندی لوله روی ورق لوله ثابت می‌شود. دو نوع سیال سرد و گرم برای تبادل حرارت وجود دارد، یکی در داخل لوله جریان دارد و به آن سیال سمت لوله می گویند. دیگری خارج از لوله جریان دارد و سیال سمت پوسته نامیده می شود. به منظور بهبود ضریب جزئی انتقال حرارت سیال در خارج از لوله، معمولاً چندین بافل در پوسته نصب می شود. بافل می تواند سرعت سیال سمت پوسته را افزایش دهد و سیال را مجبور کند تا چندین بار طبق مسیر مشخص شده از بسته لوله عبور کند و درجه تلاطم سیال را افزایش دهد. لوله های تبادل حرارت را می توان به صورت مثلث یا مربع متساوی الاضلاع بر روی ورق لوله قرار داد. ترتیب مثلث های متساوی الاضلاع فشرده تر است، درجه تلاطم سیال خارج از لوله زیاد است و ضریب انتقال حرارت زیاد است. چیدمان مربع ها برای تمیز کردن بیرون لوله مناسب است و برای مایعاتی که مستعد رسوب هستند مناسب است.

هر بار که سیال از بسته لوله عبور می کند، عبور لوله نامیده می شود. هر بار که سیال از پوسته عبور می کند، عبور پوسته نامیده می شود. تصویر ساده ترین مبدل حرارتی تک لوله ای تک پوسته را نشان می دهد که به عنوان مبدل حرارتی نوع 1-1 نامیده می شود. به منظور افزایش سرعت سیال در لوله، می توان پارتیشن هایی را در دو انتها در جعبه های لوله نصب کرد تا تمام لوله ها به چند گروه تقسیم شوند. به این ترتیب، مایع در یک زمان تنها از بخشی از لوله ها عبور می کند، بنابراین چندین بار در بسته لوله به عقب و جلو می رود که به آن عبور چند لوله می گویند. به همین ترتیب، به منظور افزایش سرعت جریان در خارج از لوله، می توان بافل های طولی را نیز در پوسته نصب کرد تا سیال را مجبور به عبور چندین بار از فضای پوسته کند که به آن پاس چند پوسته می گویند. چند لوله و چند پوسته را می توان با هم استفاده کرد.

3. مبدل های حرارتی پوسته و لوله تولید شده توسط شرکت ما عمدتاً شامل انواع زیر است:
1. مبدل حرارتی لوله ورق ثابت ورق های لوله در هر دو انتهای دسته لوله با پوسته یکپارچه شده اند. ساختار ساده است، اما فقط برای عملیات تبادل حرارتی مناسب است که اختلاف دمای سیال سرد و گرم زیاد نباشد و طرف پوسته نیاز به تمیز کردن مکانیکی نداشته باشد. هنگامی که اختلاف دما کمی زیاد است و فشار جانبی پوسته خیلی زیاد نیست، می توان یک حلقه جبران الاستیک روی پوسته نصب کرد تا تنش حرارتی را کاهش دهد.

2. مبدل حرارتی سر شناور ورق لوله در یک انتهای بسته لوله می تواند آزادانه شناور شود و استرس حرارتی را کاملاً از بین ببرد. و کل بسته نرم افزاری لوله را می توان از پوسته بیرون کشید که برای تمیز کردن و نگهداری مکانیکی مناسب است. مبدل های حرارتی سر شناور به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرند، اما ساختار پیچیده تر و هزینه بالاتر است.

3. مبدل حرارتی لوله U شکل هر لوله مبدل حرارتی به شکل U خم می شود و دو انتها به ترتیب در قسمت های بالایی و پایینی همان صفحه لوله ثابت می شوند. این نوع مبدل حرارتی به طور کامل تنش حرارتی را از بین می برد و ساختار آن ساده تر از نوع سر شناور است، اما سمت لوله به راحتی تمیز نمی شود.

از آنجایی که دمای سیال داخل و خارج لوله متفاوت است، دمای پوسته مبدل حرارتی و دسته لوله نیز متفاوت است. اگر تفاوت زیادی بین دو دما وجود داشته باشد، تنش حرارتی زیادی در مبدل حرارتی ایجاد می‌شود که باعث خم شدن، شکستن یا کندن ورق لوله می‌شود. بنابراین، زمانی که اختلاف دمای بین بسته لوله و پوسته از 50 درجه بیشتر شود، باید اقدامات جبرانی مناسب برای حذف یا کاهش تنش حرارتی انجام شود.