एक ट्यूब बंडल शेल-एंड-ट्यूब हीट एक्सचेंजर का एक महत्वपूर्ण घटक है, जो औद्योगिक अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाने वाले हीट एक्सचेंजर्स के सबसे आम प्रकारों में से एक है। ट्यूब बंडल में ट्यूबों की एक श्रृंखला होती है जिसके माध्यम से एक द्रव प्रवाहित होता है, जबकि दूसरा द्रव ट्यूबों के चारों ओर (शेल साइड पर) प्रवाहित होता है ताकि दोनों द्रवों के बीच ऊष्मा हस्तांतरण को सुगम बनाया जा सके।
प्राथमिक ऊष्मा हस्तांतरण सतह। उच्च तापीय चालकता वाली सामग्रियों से बने, जैसे तांबा, स्टेनलेस स्टील, टाइटेनियम, या कार्बन स्टील, आवेदन के आधार पर।
सपाट प्लेटें जो ट्यूबों को जगह पर रखती हैं। लीक-प्रूफ सील बनाने के लिए ट्यूबों को ट्यूब शीट में वेल्ड किया जाता है, विस्तारित किया जाता है, या रोल किया जाता है। ट्यूब शीट शेल-साइड और ट्यूब-साइड द्रवों को अलग करती हैं।
प्लेटें या रॉड जो शेल-साइड द्रव के प्रवाह को ट्यूब बंडल के पार निर्देशित करते हैं। अशांति पैदा करके और स्थिर क्षेत्रों को रोककर ऊष्मा हस्तांतरण दक्षता में सुधार करते हैं। सामान्य प्रकारों में सेगमेंटल, हेलिकल और रॉड बैफल्स शामिल हैं।
ट्यूबों के संरेखण और रिक्ति को बनाए रखने के लिए उपयोग किया जाता है। संचालन के दौरान ट्यूबों के कंपन और क्षति को रोकें।
बैफल्स और ट्यूब बंडल को एक साथ रखते हैं। संरचनात्मक अखंडता सुनिश्चित करें।
ट्यूब बंडल के सिरों पर स्थित। ट्यूब-साइड द्रव को ट्यूबों में और बाहर निर्देशित करें।
छोटे व्यास ऊष्मा हस्तांतरण दक्षता बढ़ाते हैं लेकिन उच्च दबाव ड्रॉप का कारण बन सकते हैं। उच्च दबाव अनुप्रयोगों के लिए मोटी ट्यूबों का उपयोग किया जाता है।
ट्यूबों को त्रिकोणीय, वर्गाकार, या घुमाए गए वर्गाकार पैटर्न में व्यवस्थित किया जा सकता है। त्रिकोणीय लेआउट उच्च ऊष्मा हस्तांतरण दक्षता प्रदान करते हैं, जबकि वर्गाकार लेआउट साफ करने में आसान होते हैं।
लंबी ट्यूबें ऊष्मा हस्तांतरण क्षेत्र को बढ़ाती हैं लेकिन अधिक स्थान की आवश्यकता हो सकती है। ट्यूबों की संख्या आवश्यक ऊष्मा हस्तांतरण दर और प्रवाह दर पर निर्भर करती है।
संक्षारण या फाउलिंग से बचने के लिए सामग्री संसाधित किए जा रहे द्रवों के साथ संगत होनी चाहिए। सामान्य सामग्रियों में स्टेनलेस स्टील, तांबा मिश्र धातु, टाइटेनियम और निकल मिश्र धातु शामिल हैं।
बैफल रिक्ति और प्रकार ऊष्मा हस्तांतरण दक्षता और दबाव ड्रॉप को प्रभावित करते हैं। सेगमेंटल बैफल्स सबसे आम हैं, लेकिन हेलिकल बैफल्स दबाव ड्रॉप और कंपन को कम कर सकते हैं।
तनाव और विफलता से बचने के लिए ट्यूबों और शेल के बीच अंतर थर्मल विस्तार का हिसाब होना चाहिए। विस्तार को समायोजित करने के लिए यू-ट्यूब या फ्लोटिंग हेड डिजाइन का उपयोग किया जाता है।
ट्यूब दोनों सिरों पर ट्यूब शीट से जुड़े होते हैं। सरल और लागत प्रभावी लेकिन शेल और ट्यूब साइड के बीच बड़े तापमान अंतर को संभाल नहीं सकते।
ट्यूबों को यू-आकार में मोड़ा जाता है, जिससे थर्मल विस्तार की अनुमति मिलती है। उच्च तापमान अंतर वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त।
ट्यूब बंडल का एक सिरा स्वतंत्र रूप से चलता है, जिससे थर्मल विस्तार की अनुमति मिलती है। उच्च तापमान और उच्च दबाव वाले अनुप्रयोगों के लिए आदर्श।
फ्लोटिंग हेड डिजाइन के समान लेकिन पूरे ट्यूब बंडल को रखरखाव के लिए हटाने की अनुमति देता है।
टरबाइन से भाप को संघनित करना।
रिफाइनरियों में हाइड्रोकार्बन को गर्म या ठंडा करना।
रिएक्टरों और आसवन स्तंभों में ऊष्मा विनिमय।
चिलर और कंडेनसर।
पाश्चराइजेशन और स्टेरिलाइजेशन प्रक्रियाएं।
ट्यूब सतहों पर जमाव ऊष्मा हस्तांतरण दक्षता को कम करते हैं। नियमित सफाई (यांत्रिक या रासायनिक) आवश्यक है।
सामग्री चयन और सुरक्षात्मक कोटिंग्स संक्षारण को रोकने में मदद कर सकती हैं। नियमित रूप से pitting या cracking के लिए निरीक्षण करें।
अनुचित बैफल रिक्ति या प्रवाह दर ट्यूब कंपन और विफलता का कारण बन सकती है। उचित डिजाइन और संचालन सुनिश्चित करें।
