| پارامتر | مبدل حرارتی سنجاق سر | پوسته و لوله مستقیم معمولی (1-2 پاس یا U-Tube) | توجیه مبتنی بر پارامتر |
|---|---|---|---|
| ترتیب جریان | جریان مخالف واقعی (یک پاس از هر دو طرف) | جریان مختلط / متقاطع (ضریب F < 1.0 برای 1-2 یا 2-4 پاس) | ضریب اصلاح LMTD سنجاق سر F = 1.0 در هر TEMA. برای 1-2 پوسته و لوله، F ≥ 0.8 مورد نیاز است. زیر 0.8 به چندین پوسته به صورت سری نیاز دارد. |
| رویکرد حرارتی (خروجی گرم در مقابل ورودی سرد) | رویکرد قابل دستیابی ΔT = 3 درجه سانتی گراد تا 5 درجه سانتی گراد | رویکرد قابل دستیابی ΔT = 10 درجه سانتی گراد تا 15 درجه سانتی گراد (تک واحد) | سنجاق سر F=1.0 اجازه می دهد تا رویکرد فقط توسط NTU محدود شود. برای پوسته و لوله با F=0.85، NTU مورد نیاز برای همان رویکرد 18 درصد افزایش می یابد. |
| انبساط حرارتی دیفرانسیل (لوله در مقابل پوسته) | به طور ذاتی با انتهای آزاد U-Bundle سازگار است | ورق لوله ثابت زمانی که ΔT > 60 درجه سانتی گراد (CS/CS) یا > 40 درجه سانتی گراد (CS/SS) باشد، به اتصال انبساط نیاز دارد. | طبق TEMA RCB-4.3: ورق لوله ثابت بدون اتصال انبساط محدود به تنش انبساط تفاضلی ≤ 55 مگاپاسکال. سنجاق سر چنین محدودیتی در زیر محدوده خزش مواد ندارد. |
| حداکثر ΔT (ورودی از سمت لوله به سمت پوسته) | تا 200 درجه سانتیگراد (در محدوده تنش ASME VIII-1 مجاز) | ≤ 60 درجه سانتیگراد (صفحه لوله ثابت فولاد کربن بدون اتصال انبساط) | بر اساس محاسبه تنش حرارتی به ازای ASME VIII-1 UG-23(c): برای CS با E=200 GPa، α=12×10-6 /°C، ΔT=200°C بازده σ=α×E×ΔT/2 = 240 MPa - بیش از 138 مگاپاسکال مجاز است. سنجاق سر با استفاده از U-Bundle با انتهای آزاد از این امر جلوگیری می کند. |
| محدوده سطح تک واحدی | 1 متر مربع تا 500 متر مربع (چند لوله) | 5 متر مربع تا 2500 متر مربع | سنجاق سر محدود به وزن کششی بسته نرم افزاری است (حداکثر جرم دسته ~ 10000 کیلوگرم برای کشش عمودی). پوسته مستقیم با قطر پوسته (معمولاً ≤ 2.5 متر ID) و محدودیت های حمل و نقل محدود می شود. |
| افت فشار سمت پوسته (تک پاس) | ΔP = f × (L/D_h) × (ρv²/2) با L = کل طول توسعه یافته سنجاق سر (2× پای مستقیم + خم برگشت) | ΔP در هر TEMA برای پوسته الکترونیکی (پوسته تک پاس) | برای سرعت جرم و وظیفه یکسان، افت فشار سنجاق سر تقریباً 40-60٪ بیشتر از پوسته مستقیم است که به دلیل تلفات خمش برگشتی است (همبستگی تجربی از HTRI). |
| دسترسی به تمیز کردن مکانیکی (سمت پوسته) | محدود - مسکن خم برگشت دسترسی را محدود می کند | دسترسی کامل برای سر شناور یا بسته نرم افزاری کششی (U-tube) | سمت پوسته سنجاق سر نمی تواند یک بسته نرم افزاری کششی را در خود جای دهد. بسته ثابت نیاز به تمیز کردن شیمیایی دارد. ضریب رسوب پوسته > 0.0005 متر مربع*K/W برای سنجاق سر بدون قابلیت تمیز کردن شیمیایی توصیه نمی شود. |
| تمیز کردن سمت لوله (مکانیکی) | دسترسی کامل - شعاع U-bend ≥ 2× OD به برف پاک کن لوله استاندارد اجازه می دهد | U-tube: قابل دسترسی (همان قانون شعاع خم). Tubesheet ثابت: دسترسی کامل. | براساس TEMA RCB-4.52: حداقل شعاع خمش U = OD لوله 2× برای تمیز کردن مکانیکی. هر دو طرح مطابقت دارند. |
| رد پای (طول نصب شده برای کار معادل) | طول پای راست L (2 لیتر کل طول توسعه یافته اما روی هم یا کنار هم) | L_shell با طول مستقیم (معمولاً 1.2× تا 1.5× طول ساق پا برای همان سطح) | مولتی تیوب موی سنجاق معمولاً 40 تا 50 درصد فضای خطی کمتری نیاز دارد زیرا سطح روی دو پایه به صورت موازی توزیع شده است. چیدمان واقعی به فضای سر و تعداد لوله بستگی دارد. |
| حداکثر فشار طراحی معمولی (سمت لوله) | حداکثر 35 مگاپاسکال (گیره موی یک لوله / دو لوله) | حداکثر 20 مگاپاسکال (بسته چند لوله ای با ورق لوله جوش داده شده) | طبق ASME VIII-1 و VIII-2: لوله بدون درز در سنجاق سر دو لوله، غلظت تنش رباط لوله لوله را حذف می کند. بسته نرم افزاری چند لوله ای با تغییر شکل سوراخ لوله محدود شده است (ASME VIII-1 UG-34). |
| کد استاندارد تولید | TEMA C / B / R + ASME VIII-1 یا VIII-2 | TEMA C / B / R + ASME VIII-1 | هر دو طرح از بخش های TEMA و ASME یکسان پیروی می کنند. پوشش خم برگشتی سنجاق سر به جزئیات جوش اضافی UW-13 نیاز دارد. |
