Scambiatore di calore a foglio di tubo fisso industriale certificato ASME

 
Scambiatore di calore per tubi fissi industriali.
 
 
 
Che cos'è uno scambiatore di calore a lamina di tubo fisso?
 
Ascambiatori di calore a lamiera di tubo fissoè uno degli scambiatori di calore a guscio e tubo più diffusi, rinomato per la sua semplicità, robustezza di costruzione e convenienza.il fascio del tubo è saldato in modo permanente o esteso in un foglio di tubo stazionario alle due estremitàQuesta configurazione elimina la necessità di teste galleggianti o giunti di espansione in alcuni casi,rendendolo ideale per applicazioni con sollecitazioni termiche moderate e fluidi di funzionamento puliti.
 

 
 
Componenti chiave:
 
Fabbricazione a partire da:
 
Piastre spesse e circolari (spesso in acciaio al carbonio, acciaio inossidabile o titanio) che tengono i tubi in posizione.
 
I tubi sono saldatissimi, arrotolati o espanduti nei fogli di tubo per garantire un sigillo a prova di perdite.
 
a. di materie plastiche
 
Tipicamente da 3⁄4" a 1,5" di diametro, fatti di materiali come rame, acciaio inossidabile, titanio o leghe di nichel.
 
Disposizioni triangolari (30°/60°), quadrate (90°) o rotate per bilanciare il trasferimento di calore e l'accesso alla pulizia.
 
Conchiglia:
 
Contenitore cilindrico (acciaio al carbonio placcato con materiali resistenti alla corrosione) che ospita il fascio del tubo.
 
I deflettori (segmentali, elicoidali o a canna) dirigono il flusso del fluido sul lato della conchiglia per aumentare la turbolenza e il trasferimento di calore.
 
Canali/Intestazioni:
 
Distribuire il fluido laterale del tubo in più passaggi (1 passaggio, 2 passaggi, ecc.) per ottimizzare velocità e tempo di permanenza.
 
 
Principio di funzionamento
 
I fluidi passano attraverso due circuiti separati:
 
Fluido laterale:Passa attraverso i tubi (da 1 a 8 passaggi, a seconda della progettazione).
 
Fluido laterale:Scorre intorno ai tubi, guidato da deflettori per massimizzare il contatto di flusso incrociato.
Trasferimenti di calore attraverso le pareti del tubo tramite conduzione e convezione, con controriferimenti che raggiungono la più alta differenza di temperatura media log (LMTD).
 
 
Specifiche tecniche
 

 
 
Considerazioni di progettazione
 
Gestione dello stress termico:
 
I fogli di tubi fissi limitano l'espansione termica differenziale tra il guscio e i tubi.
 
Soluzioni:
 
Articulazioni di espansione: le giunture a fiocco o a flangia assorbono l'espansione assiale (comune nelle applicazioni a vapore).
 
Abbinamento dei materiali: utilizzare coefficienti di espansione termica simili per i materiali di guscio/tubo (ad esempio, guscio in acciaio al carbonio con tubi in acciaio al carbonio).
 
Limiti di pressione:
 
Fogli di tubi ispessiti (fino a 300 mm) per applicazioni ad alta pressione.
 
I tubi di diametro più piccolo (ad esempio, 3⁄4") migliorano la resistenza alla pressione.
 
Mitigazione dell'inquinamento:
 
Tubi lisci con rivestimenti antiaderenti (PTFE) per fluidi viscosi.
 
Porti di pulizia chimica o sistemi CIP (Clean-in-Place) per la manutenzione.
 
 
Selezione del materiale
 

 
 
Vantaggi
 
Basso costo: meno parti mobili e fabbricazione più semplice rispetto ai modelli a testa galleggiante o a tubo U.
 
Resistenza alle perdite: i fogli di tubi saldati riducono al minimo i rischi di perdite.
 
Compattezza: ideale per lavori ad alta pressione/temperatura in spazi limitati.
 
 
Limitazioni
 
Problemi di manutenzione: i fasci di tubi non possono essere rimossi; la pulizia meccanica è difficile.
 
Sensibilità allo stress termico: non adatto a grandi ΔT (> 100 °C) senza giunti di espansione.
 
Probabilità di macchia: i progetti con una discesa ristretta rischiano di intasare con liquidi sporchi.
 
 
Applicazioni
 
Prodotti chimici/petrochimici: condensatori, ribotellini e raffreddatori per fluidi non contaminanti.
 
Generazione di energia: scaldabagni, raffreddatori di olio lubrificante.
 
Climatizzazione: frigoriferi e sistemi di teleriscaldamento.
 
Prodotti farmaceutici: scambio termico sterile con fogli a doppio tubo per evitare la contaminazione incrociata.
 
 
Norme e codici
 
TEMA (Tubular Exchanger Manufacturers Association): Classe R (Raffineria), C (Generale) o B (Cimica).
 
ASME BPVC Sezione VIII: disciplina la progettazione dei vasi a pressione.
 
ISO 16812: specifica i requisiti per gli scambiatori di calore a guscio e tubo.
 
 
Conclusioni
 
Gli scambiatori di calore a foglio di tubo fisso raggiungono un equilibrio tra semplicità, affidabilità e costo, rendendoli una scelta ideale per condizioni di temperatura e pressione moderate.La loro flessibilità di progettazione è dovuta a modifiche come l'intervalloTuttavia, una considerazione attenta della contaminazione, dell'espansione termica, del rischio di inquinamento, della presenza di sostanze nocive e di sostanze nocive, come l'acido fossile, non è sufficiente.e l'accesso alla manutenzione è fondamentale durante la fase di progettazione.