Struttura centrale degli scambiatori di calore a conchiglia e tubo

Lo scambiatore di calore a fascio tubiero è un dispositivo di trasferimento di calore industriale ampiamente utilizzato. La sua struttura principale è composta principalmente dai seguenti cinque componenti chiave:

1. Guscio

   Serve come recipiente a pressione esterno, progettato per resistere alla pressione interna

   Fornisce il passaggio del flusso per il fluido lato mantello

   Tipicamente realizzato in acciaio al carbonio ad alta resistenza o acciaio inossidabile per garantire la sicurezza in condizioni di alta temperatura e alta pressione

2. Fascio tubiero

   Composto da centinaia di tubi di scambio termico disposti parallelamente (i diametri dei tubi comuni variano da 19–25 mm, con lunghezze fino a 6 metri)

   Agisce come mezzo primario per il trasferimento di calore e costituisce il sito principale dello scambio termico

   I modelli di disposizione dei tubi includono comunemente disposizioni triangolari, quadrate o concentriche, che influenzano direttamente l'area di trasferimento del calore e le caratteristiche del flusso del fluido

3. Piastre tubiere

   Montate ad entrambe le estremità del guscio per supportare e sigillare il fascio tubiero

   Separano i fluidi lato tubo e lato mantello per evitare la miscelazione

   Garantiscono l'integrità strutturale e la tenuta tra il fascio tubiero e il guscio

4. Testate (Coperchi terminali / Coperchi del canale)

   Situate ad entrambe le estremità del guscio, fornendo la funzione di tenuta

   Creano spazi indipendenti per i fluidi lato tubo e lato mantello

   Responsabili della distribuzione e del controllo dell'ingresso e dell'uscita del fluido lato tubo

   Facilitano l'assemblaggio, lo smontaggio, la pulizia e la manutenzione delle apparecchiature

5. Diaframmi (Piastre deflettrici)

   Installati perpendicolarmente al fascio tubiero, tipicamente in progetti segmentati (ad esempio, a singolo segmento) o circolari

   Guidano il fluido lato mantello a cambiare direzione più volte, creando schemi di flusso a spirale o a forma di Z

   Migliorano la turbolenza di 3–5 volte, migliorando i coefficienti di trasferimento del calore di 2–3 volte

   Forniscono simultaneamente supporto meccanico al fascio tubiero, prevenendo vibrazioni e flessioni

Questi componenti principali lavorano insieme per consentire ai fluidi caldi e freddi di fluire rispettivamente attraverso i canali lato tubo e lato mantello, consentendo un efficiente trasferimento di calore attraverso le pareti dei tubi. A seconda delle specifiche esigenze di processo, gli scambiatori di calore a fascio tubiero possono essere configurati in vari tipi strutturali—come progetti a piastra tubiera fissa, a testa flottante o a U—per adattarsi a diverse condizioni operative.