Fusão de tubos de aço inoxidável para trocador de calor ASME SA213 / SA312 / SA249 / SA269

Fusão de tubos de aço inoxidável para trocador de calor ASME SA213 / SA312 / SA249 / SA269

Um feixe de tubos é um componente crítico de um trocador de calor de casca e tubo, que é um dos tipos mais comuns de trocadores de calor utilizados em aplicações industriais.O feixe de tubos consiste de uma série de tubos através dos quais um fluido flui, enquanto outro fluido flui ao redor dos tubos (no lado da casca) para facilitar a transferência de calor entre os dois fluidos.

Componentes de um conjunto de tubos:

Tubos:

A superfície primária de transferência de calor.

Feito de materiais com alta condutividade térmica, como cobre, aço inoxidável, titânio ou aço carbono, dependendo da aplicação.

Os tubos podem ser retos ou em forma de U, dependendo do projeto.

Folhas de tubos:

Placas planas que seguram os tubos no lugar.

Os tubos são soldados, expandidos ou enrolados nas folhas dos tubos para criar um selo à prova de vazamento.

Folhas de tubo separam os fluidos do lado da concha e do lado do tubo.

- Não, não.

Placas ou hastes que direcionam o fluxo do fluido do lado da concha através do feixe do tubo.

Melhorar a eficiência da transferência de calor através da criação de turbulência e prevenção de zonas estagnadas.

Os tipos comuns incluem defletores segmentados, helicoidais e de hastes.

Distâncias ou placas de suporte:

Usado para manter o alinhamento e o espaçamento dos tubos.

Evitar vibrações e danos aos tubos durante o funcionamento.

Rodas de gravata e espaçadores

Mantenha os defletores e o feixe de tubos juntos.

Garantir a integridade estrutural.

Capas finais ou canais:

Localizado nas extremidades do feixe de tubos.

Dirigir o fluido do lado do tubo para dentro e para fora dos tubos.

Considerações de conceção para os feixes de tubos:

Diâmetro e espessura do tubo:

Diâmetros menores aumentam a eficiência da transferência de calor, mas podem levar a quedas de pressão mais elevadas.

Os tubos mais grossos são utilizados para aplicações de alta pressão.

Disposição do tubo:

Os tubos podem ser dispostos em padrões triangulares, quadrados ou quadrados girados.

Os layouts triangulares proporcionam maior eficiência de transferência de calor, enquanto os layouts quadrados são mais fáceis de limpar.

Comprimento e número de tubos:

Os tubos mais longos aumentam a área de transferência de calor, mas podem exigir mais espaço.

O número de tubos depende da taxa de transferência de calor e dos caudais necessários.

Seleção de material:

Os materiais devem ser compatíveis com os fluidos a processar para evitar corrosão ou impureza.

Os materiais comuns incluem aço inoxidável, ligas de cobre, titânio e ligas de níquel.

Desenho da defleção:

O espaçamento e o tipo da defleção afetam a eficiência da transferência de calor e a queda de pressão.

Os defletores segmentados são os mais comuns, mas os defletores helicoidais podem reduzir a queda de pressão e a vibração.

Expansão térmica:

Deve ter-se em conta a expansão térmica diferencial entre os tubos e a concha para evitar tensões e falhas.

Os projetos de tubos U ou cabeças flutuantes são usados para acomodar a expansão.

Tipos de pacotes de tubos:

Pacotes de folhas de tubos fixos:

Os tubos são fixados às folhas dos tubos em ambas as extremidades.

Simples e rentáveis, mas não podem lidar com grandes diferenças de temperatura entre os lados da concha e do tubo.

Comboio U-Tube:

Os tubos são dobrados em forma de U, permitindo a expansão térmica.

Adequado para aplicações com grandes diferenças de temperatura.

Pacote de cabeça flutuante:

Uma extremidade do feixe de tubo é livre para se mover, acomodando a expansão térmica.

Ideal para aplicações de alta temperatura e alta pressão.

Fusão de cabeça flutuante:

Semelhante a um projeto de cabeça flutuante, mas permite que todo o feixe de tubos seja removido para manutenção.

Aplicações dos feixes de tubos:

Instalações de energia: condensamento de vapor de turbinas.

Petróleo e Gás: aquecimento ou arrefecimento de hidrocarbonetos em refinarias.

Processamento químico: troca de calor em reatores e colunas de destilação.

Sistemas de climatização: refrigeradores e condensadores.

Alimentos e bebidas: processos de pasteurização e esterilização.

Vantagens dos pacotes de tubos:

Alta eficiência de transferência de calor.

Pode suportar altas pressões e temperaturas.

Durável e duradouro com manutenção adequada.

Adequado para uma ampla gama de fluidos e aplicações.

Desvantagens dos pacotes de tubos:

Grande tamanho físico e peso.

Custo inicial mais elevado em comparação com outros tipos de trocadores de calor.

Requer manutenção regular para evitar impurezas e corrosão.

Manutenção e solução de problemas:

Inchaço:

Os depósitos nas superfícies dos tubos reduzem a eficiência da transferência de calor.

É necessária uma limpeza regular (mecânica ou química).

Corrosão:

A escolha dos materiais e os revestimentos de proteção podem ajudar a prevenir a corrosão.

Verifique regularmente se não há buracos ou rachaduras.

Vibração:

A separação de deflectores ou as taxas de fluxo inadequadas podem causar vibração e falha do tubo.

Assegurar o bom desenho e funcionamento.