خدمات طراحی و مونتاژ شیل سر شناور و مبادله گرما لوله

خدمات طراحی و مونتاژ مبدل حرارتی پوسته و لوله سفارشی​

مبدل حرارتی پوسته و لوله چیست؟

مبدل حرارتی پوسته و لوله (STHE) یک دستگاه انتقال حرارت است که به طور گسترده در کاربردهای صنعتی استفاده می شود. این دستگاه از یک پوسته استوانه ای تشکیل شده است که یک دسته لوله را در خود جای داده است و تبادل انرژی حرارتی کارآمد را بین دو سیال تسهیل می کند - یکی از طریق لوله ها (سمت لوله) و دیگری در اطراف لوله ها در داخل پوسته (سمت پوسته) جریان دارد.

اجزای کلیدی

• پوسته: ظرف استوانه ای بیرونی، معمولاً از فولاد، فولاد ضد زنگ یا آلیاژها ساخته شده است.
• لوله ها: لوله های با قطر کم که در الگوهای مثلثی، مربعی یا چرخشی چیده شده اند تا انتقال حرارت و تمیز کردن را بهینه کنند.
• ورق های لوله: صفحات سوراخ دار که انتهای لوله ها را محکم می کنند، اغلب به پوسته جوش داده شده یا پیچ می شوند.
• بافل ها: جریان سمت پوسته را هدایت می کنند، تلاطم را افزایش می دهند و از لوله ها پشتیبانی می کنند. انواع آن شامل قطعه ای، دیسک و دونات و مارپیچی است.
• هدرها/درپوش های انتهایی: محفظه های ورودی و خروجی برای توزیع سیال سمت لوله (به عنوان مثال، طرح های ثابت، شناور یا لوله U).

اصل کار

• آرایش جریان: جریان متقابل (کارآمدترین، گرادیان دمای بالا را حفظ می کند) یا جریان موازی.

• انتقال حرارت: از طریق هدایت از طریق دیواره های لوله و همرفت بین سیالات رخ می دهد.

• فازهای سیال: فرآیندهای تک فاز (مایع/گاز) و دو فاز (تراکم/تبخیر) را مدیریت می کند.

انواع STHE

• ورق لوله ثابت: لوله ها به ورق های ثابت جوش داده می شوند. ساده اما محدود به هندلینگ انبساط حرارتی.

• لوله U: لوله ها به شکل U خم شده اند و امکان انبساط آزاد را فراهم می کنند. ایده آل برای اختلاف دمای بالا.

• هد شناور: دسته لوله قابل جابجایی برای نگهداری آسان. استرس حرارتی و رسوب را مدیریت می کند.

• طبقه بندی های TEMA: استانداردها (به عنوان مثال، TEMA A، B، C) طراحی مکانیکی و تلرانس ها را بر اساس کاربرد تعریف می کنند.

ملاحظات طراحی

• مواد: برای مقاومت در برابر خوردگی، دما و فشار انتخاب شده اند (به عنوان مثال، تیتانیوم، آلیاژهای مس).

• انبساط حرارتی: از طریق اتصالات انبساط، لوله های U یا هد شناور برطرف می شود.

• افت فشار: طراحی بافل متعادل برای بهینه سازی تلاطم در مقابل هزینه های پمپاژ.

• ضریب انتقال حرارت (U): با سطح، تلاطم و به حداقل رساندن رسوب افزایش می یابد.

• کاهش رسوب: تمیز کردن منظم (شیمیایی، مکانیکی)، انتخاب مواد و نگهداری پیش بینی کننده.

برنامه های کاربردی

• نیروگاه ها: کندانسورها، خنک کننده های روغن.

• فرآوری شیمیایی: راکتورها، ستون های تقطیر.

• HVAC: چیلرها، سیستم های بازیابی حرارت.

• نفت و گاز: خنک کننده نفت خام پالایشگاه.

• دریایی: سیستم های خنک کننده موتور.

مزایا

• تحمل فشار/دمای بالا.

• همه کاره برای سیالات مختلف (گرانرو، خورنده).

• مقیاس پذیر برای ظرفیت های بزرگ.

• ساخت و ساز قوی با عمر طولانی.

معایب

• هزینه اولیه و ردپای بالاتر در مقایسه با مبدل های صفحه ای.

• نگهداری پیچیده (به ویژه طرح های لوله ثابت).

• نشت احتمالی سمت پوسته و چالش های رسوب.

مقایسه با مبدل های حرارتی صفحه ای

• STHE: برای کاربردهای فشار بالا و رسوب بالا بهتر است.

• صفحه: جمع و جور، کارآمد برای سیالات با ویسکوزیته کم، اما در شرایط شدید کمتر مقاوم است.

پیشرفت های اخیر

• مواد: آلیاژها و کامپوزیت های مقاوم در برابر خوردگی.

• سطوح پیشرفته: لوله های پره دار برای بهبود انتقال حرارت.

• CFD و تولید افزودنی: الگوهای جریان بهینه شده و هندسه های پیچیده.

• پایداری: ادغام بازیابی حرارت اتلافی و مبردهای سازگار با محیط زیست.