مبادله گرما لوله ثابت صنعتی با گواهینامه ASME

 
مبادله گرما لوله ثابت صنعتی، گواهینامه ASME
 
 
 
مبادله گرما لوله ثابت چیست؟
 
Aمبادله گرما لوله ثابتیکی از رایج ترین انواع مبادلات گرما است که به سادگی، ساخت قوی و مقرون به صرفه شناخته شده است.بسته لوله به طور دائمی جوش داده شده یا به یک ورق لوله ثابت در هر دو سر گسترش یافته است، که سپس به پوسته پیچ داده می شود. این پیکربندی نیاز به سر شناور یا مفاصل گسترش در برخی موارد را از بین می برد،که باعث می شود آن را برای برنامه های کاربردی با فشار حرارتی متوسط و مایعات عملیاتی تمیز ایده آل باشد.
 

 
 
قطعات کلیدی:
 
ورق لوله:
 
صفحه های گرد و ضخیم (اغلب فولاد کربن، فولاد ضد زنگ یا تیتانیوم) که لوله ها را در جای خود نگه می دارند.
 
لوله ها یا جوش داده می شوند، یا به ورق لوله ها گسترش می یابند تا یک مهر ضد نشت را تضمین کنند.
 
لوله ها:
 
معمولاً قطرشون 3⁄4 تا 1.5 اينچ است و از مواد مثل مس، فولاد ضد زنگ، تيتانيوم يا آلياژ نيکل ساخته شده اند.
 
ترتیب داده شده در سه گوشه (30°/60°) ، مربع (90°) ، یا چرخش مربع برای تعادل انتقال گرما و دسترسی تمیز کردن.
 
پوسته:
 
ظرف استوانه ای (فولاد کربن پوشانده با مواد مقاوم در برابر خوردگی) برای نگهداری بسته لوله.
 
بافل ها (قطعی، مارپیچی یا چوبی) جریان مایع را در سمت پوسته هدایت می کنند تا آشفتگی و انتقال گرما را افزایش دهند.
 
کانال ها/ عناوین:
 
توزیع مایع لوله به چندین گذرگاه (۱ گذرگاه، ۲ گذرگاه و غیره) برای بهینه سازی سرعت و زمان اقامت.
 
 
اصل کار
 
مایعات از دو مدار جداگانه عبور می کنند:
 
مایع طرف لوله:از طریق لوله ها عبور می کند (با توجه به طراحی، از 1 تا 8 عبور).
 
مایع سمت پوسته:در اطراف لوله ها جریان می یابد، که توسط بافلرها هدایت می شود تا تماس جریان متقابل را به حداکثر برساند.
انتقال گرما از طریق دیواره های لوله از طریق رسانایی و محور، با تنظیمات جریان مخالف که بالاترین تفاوت متوسط دمای log (LMTD) را به دست می آورند.
 
 
مشخصات فنی
 

 
 
ملاحظات طراحی
 
مدیریت استرس حرارتی:
 
ورق های لوله ثابت، گسترش حرارتی تفاوتی بین پوسته و لوله ها را محدود می کنند.
 
راه حل ها:
 
مفاصل گسترش: مفاصل یا مفاصل فلج شده، گسترش محوری را جذب می کنند (معمول در برنامه های بخار).
 
تطبیق مواد: از ضریب های انبساط حرارتی مشابه برای مواد پوسته / لوله استفاده کنید (به عنوان مثال، پوسته فولاد کربن با لوله های فولاد کربن).
 
محدودیت های فشار:
 
ورق های لوله ضخیم (تا 300 میلی متر) برای کاربردهای فشار بالا.
 
قطر لوله کوچکتر (به عنوان مثال، 3⁄4") مقاومت فشار را بهبود می بخشد.
 
کاهش آلودگی:
 
لوله های صاف با پوشش ضد چسب (PTFE) برای مایعات چسبناک.
 
پورت های تمیز کردن شیمیایی یا سیستم های CIP (Clean-in-Place) برای نگهداری
 
 
انتخاب مواد
 

 
 
مزایا
 
هزینه کم: قطعات متحرک کمتری و ساخت ساده تر از طرح های سر شناور یا لوله U.
 
مقاومت در برابر نشت: ورق های لوله ای جوش داده شده خطر نشت را به حداقل می رسانند.
 
فشرده سازی: ایده آل برای کار با فشار بالا / دمای بالا در فضای محدود
 
 
محدودیت ها
 
چالش های نگهداری: بسته های لوله نمی توانند برداشته شوند؛ تمیز کردن مکانیکی دشوار است.
 
حساسیت به استرس حرارتی: برای ΔT بزرگ (> 100 °C) بدون مفاصل گسترش مناسب نیست.
 
احتمال آلودگی: طرح های باریک در معرض خطر انسداد با مایعات کثیف هستند.
 
 
درخواست ها
 
مواد شیمیایی/پتروشیمیایی: کنسرتورها، رِبایلرها و کولرها برای مایعات غیر آلوده کننده.
 
تولید برق: بخاری آب، خنک کننده روغن روان کننده.
 
HVAC: سیستم های خنک کننده و سیستم های گرمایش شهری.
 
داروسازی: مبادله گرما استریل با ورق های لوله دوگانه برای جلوگیری از آلودگی متقابل.
 
 
استانداردها و کد ها
 
TEMA (انجمن تولید کنندگان مبادلات لوله ای): کلاس R ( پالایشگاه) ، C (عمومی) یا B (شیمیایی).
 
بخش VIII ASME BPVC: طراحی ظروف تحت فشار را تنظیم می کند.
 
ISO 16812: الزامات مبادله گرما شیل و لوله را مشخص می کند.
 
 
نتیجه گیری
 
مبادلات گرما لوله ثابت میان سادگی، قابلیت اطمینان و هزینه تعادل پیدا می کنند و آنها را برای شرایط گرمایی و فشار متوسط انتخاب می کنند.انعطاف پذیری طراحی آنها از طریق اصلاح کننده هایی مانند فاصله بازمواد لوله ای و مفاصل انبساط اجازه می دهد تا برای صنایع مختلف سفارشی سازی شود.و دسترسی به تعمیرات در طول مرحله طراحی بسیار مهم است.