Desain & layanan perakitan penukar panas kepala terapung dan tabung

Layanan Desain & perakitan penukar panas Shell dan Tube Custom

Apa itu Shell and Tube Heat Exchanger?

Shell and Tube Heat Exchanger (STHE) adalah perangkat transfer panas yang banyak digunakan dalam aplikasi industri.Memfasilitasi pertukaran energi termal yang efisien antara dua cairan, satu mengalir melalui tabung (sisi tabung) dan yang lainnya di sekitar tabung di dalam cangkang (sisi cangkang).

Komponen Utama

• Shell: Kapal silinder luar, biasanya terbuat dari baja, stainless steel, atau paduan.
• Tabung: Tabung berdiameter kecil yang disusun dalam bentuk segitiga, persegi, atau berputar untuk mengoptimalkan transfer panas dan pembersihan.
• Lembar tabung: Lembar berlubang yang mengamankan ujung tabung, sering kali dilas atau dibalut ke cangkangnya.
• Baffle: aliran langsung dari sisi cangkang, meningkatkan turbulensi, dan tabung pendukung.
• Headers/End Caps: Inlet dan outlet chamber untuk distribusi cairan sisi tabung (misalnya, desain tabung tetap, mengambang, atau U).

Prinsip Kerja

• Pengaturan Aliran: Aliran lawan (paling efisien, mempertahankan gradien suhu tinggi) atau aliran paralel.

• Transfer panas: Terjadi melalui konduksi melalui dinding tabung dan konveksi antara cairan.

• Fase Cairan: Mengatasi proses satu fase (cairan/gas) dan dua fase (kondensasi/ penguapan).

Jenis STHE

• Lembar tabung tetap: Tabung yang dilas ke lembaran stasioner; penanganan ekspansi termal sederhana tetapi terbatas.

• U-Tube: Tabung membengkok menjadi bentuk U, memungkinkan ekspansi bebas; ideal untuk diferensial suhu tinggi.

• Kepala terapung: Paket tabung yang dapat dilepas untuk pemeliharaan yang mudah; menangani tekanan termal dan pencemaran.

• Klasifikasi TEMA: Standar (misalnya, TEMA A, B, C) mendefinisikan desain mekanik dan toleransi berdasarkan aplikasi.

Pertimbangan Desain

• Bahan: Dipilih untuk ketahanan korosi, suhu, dan tekanan (misalnya, titanium, paduan tembaga).

• Ekspansi Termal: Ditangani melalui sendi ekspansi, tabung U, atau kepala terapung.

• Penurunan Tekanan: Desain baffle seimbang untuk mengoptimalkan turbulensi vs biaya pompa.

• Koefisien Transfer Panas (U): Ditingkatkan oleh luas permukaan, turbulensi, dan meminimalkan debu.

• Pengurangan kotoran: Pembersihan rutin (kimia, mekanik), pemilihan bahan, dan pemeliharaan yang dapat diprediksi.

Aplikasi

• Pembangkit listrik: kondensor, pendingin minyak.

• Pengolahan Kimia: Reaktor, kolom destilasi.

• HVAC: pendingin, sistem pemulihan panas.

• Minyak & Gas: pendinginan minyak mentah kilang.

• Sistem pendingin mesin.

Keuntungan

• Toleransi tekanan/suhu tinggi.

• Serbaguna untuk berbagai cairan (viscous, korosif).

• Dapat diskalakan untuk kapasitas besar.

• Konstruksi yang kuat dengan umur panjang.

Kelemahan

• Biaya awal dan jejak yang lebih tinggi dibandingkan dengan penukar plat.

• Pemeliharaan yang kompleks (terutama desain tabung tetap).

• Potensi kebocoran sisi cangkang dan masalah pencemaran.

Perbandingan dengan penukar panas piring

• STHE: Lebih baik untuk tekanan tinggi, aplikasi yang sangat kotor.

• Plat: Kompak, efisien untuk cairan dengan viskositas rendah, tetapi kurang kokoh dalam kondisi ekstrim.

Kemajuan Baru-baru Ini

• Bahan: paduan dan komposit tahan korosi.

• Permukaan yang ditingkatkan: Tabung bergelombang untuk transfer panas yang lebih baik.

• CFD & Additive Manufacturing: Pola aliran yang dioptimalkan dan geometri yang kompleks.

• Keberlanjutan: Integrasi pemulihan panas limbah dan bahan pendingin ramah lingkungan.