Modern sanayide kullanılan çeşitli ısı aktarma ekipmanları arasında,kabuk ve boru ısı değiştiricisi kimyasal işleme ve alkol üretiminde en yaygın olarak kabul edilen çözüm olarak öne çıkıyorKalıcı popülaritesi, yüksek basınçlara, aşırı sıcaklıklara,ve agresif süreç sıvıları ̇ üretimi nispeten kolay, temiz ve bakım.
Bir kabuk ve boru ısı değiştiricisi, her biri ısı transferi sürecinde farklı bir işlevi yerine getiren beş ana bileşenden oluşur:
| Bileşen | Açıklama |
|---|---|
| Kabuk | Tüp havuzunu kaplayan ve kabuk kenarındaki sıvı akışını yönlendiren dış silindirli kap. Genellikle hizmet koşullarına bağlı olarak karbon çelik, bakır veya paslanmaz çelikten yapılır. |
| Tüp levhası | Sıcaklık aktarım borularının mekanik olarak genişletildiği veya kaynaklandığı kalın bir delikli plaka.iki işlem akışı arasında sızıntı geçirmez bir bariyer oluşturur. |
| Sıcaklık aktarım boruları | Birincil ısı değişimi yüzeyi, ısı enerjisinin boru duvarlarından daha sıcak sıvıdan daha soğuk sıvıya geçtiği yer.ve pitch düzenleme basınç düşüş kısıtlamaları ile ısı transferi verimliliğini dengelemek için tasarlanmıştır. |
| Baş (Kanal Kapak) | Değiştiricinin her ucuna monte edilen baş, tüp kenarındaki sıvıyı tek tek tüplere dağıtır ve çıkışta toplar.Çoklu geçişli tasarımlar, sıralı boru gruplarından sıvıyı yönlendirmek için başın içindeki bölme plakalarını kullanır. |
| Baffle plakaları | Tüplerin titreşimlere ve sarkmalara karşı desteklenmesi için boru kümesi uzunluğu boyunca yerleştirilmiş segmentli plakalar,Aynı zamanda konvektif ısı transferi katsayısını artıran çapraz akış kalıbında kabuğu tarafındaki sıvıyı yönlendirirken. |
Bir kabuk ve boru ısı değiştiricisinin işletim mantığı, boru duvarları tarafından fiziksel olarak ayrılan iki farklı akış yolu etrafında döner:
İki akım arasındaki karşı akım veya çapraz akış düzeni, logaritmik ortalama sıcaklık farkını (LMTD) en üst düzeye çıkarır.ki doğrudan değişicinin ısı verimliliğini ve gerekli ısı aktarım alanını yönetir..
En kritik tasarım kararlarından biri, hangi sıvının tüp tarafından ve hangisinin kabuk tarafından geçeceğini belirlemektir.Mühendisler, performanslarını optimize etmek için iyi bilinen yedi seçme ilkesine uyarlar., güvenlik ve bakım:
SıvılarKirli veya kirlenmeye ve pullanmaya eğilimliTüplerin düz deliği fırçalar, kazıklar,Ya da yüksek basınçlı su jetleri, kabuk tarafında yapılması çok daha zor bir işlemdir..
Koroziv sıvılarBu koruyucu strateji, korozyona dayanıklı alaşımlara seçici olarak yükseltilebilen borulara ve kanal bileşenlerine korozyonu sınırlandırır.Kabuk gövdesinin standart karbon çelikten yapılmış kalması .
Çalışan sıvılarYüksek basınçKüçük çaplı borular, büyük çaplı bir kabuktan çok daha verimli yüksek iç basınca dayanabilirler.Gerekli duvar kalınlığını ve ekipmanın toplam ağırlığını önemli ölçüde azaltmakBu ilke, gerginliğin kap çapıyla orantılı olarak ölçeklendiği halka gerginlik denkleminin doğrudan bir sonucudur.
Doymuş buhar ve diğer temiz kondensasyon buharlarıDoymuş buhar doğal olarak temizdir ve ısı aktarımı yüzeylerini kirletmez.Kondensasyon buharı için kabuk tarafı konvektif ısı transferi katsayısı büyük ölçüde akış hızından bağımsızdırBüyük kabuğun hacmi, ağırlık altında verimli kondensat drenajını da kolaylaştırır.
SıvılarSoğutma veya ısı dağılımı gerektirirkabuğun kenarında yerleştirilmesinden yararlanmak, kabuğun vücudunun daha büyük dış yüzey alanının doğal olarak çevreye ısı yayması,Birincil ısı değişimi işlemini tamamlayan.
Ne zaman?iki sıvı arasındaki sıcaklık farkı önemlive değişken sert ( sabit boru levhası) yapısı kullanırsa, daha yüksek konvektif ısı aktarım katsayısı olan sıvı kabuğun tarafından yönlendirilmelidir.Bu düzenleme boru duvarı boyunca termal eğimini azaltır ve aksi takdirde boru-boru levhası eklem başarısızlığına yol açabilecek diferansiyel termal genişleme gerginliklerini en aza indirir.
Karakteristikleri:düşük hacimsel akış hızları ve yüksek viskozlukKabuk tarafındaki akış geçidi daha büyük bir kesit alanı sunar, bu da daha düşük sıvı hızı ve basınç düşüşü ile sonuçlanır.Bu özellikle viskoz yağlar için önemlidir., polimerler ve yoğunlaşmış işlem likörleri, aksi takdirde pompalama maliyetleri yasak olur.
Kabuk ve boru ısı değiştiricileri, çeşitli süreç ortamlarına uygun olarak çeşitli malzemelerden üretilebilir.Karbon çelikKorosif olmayan, orta sıcaklık uygulamaları için ekonomik bir çözüm sunar.Bakır ve bakır alaşımlarıMükemmel termal iletkenlik ve doğal biyolojik kirlenme direnci sağlar, bu da onları temiz su ve düşük sıcaklıklı hizmetler için ideal hale getirir.Paslanmaz çeliksınıfları (304, 316, duplex) saldırgan kimyasal ortamlarda, yüksek saflıklı süreçlerde ve petrokimya, ilaç,ve alkol damıtma endüstrileri.
Kabuk ve boru ısı değiştiricileri, kimyasal, petrokimyasal, alkol üretimi, güç üretimi ve HVAC sektörlerinde termal işlemin omurgası olmaya devam ediyor.Birkaç kilovattan yüzlerce megavat'a kadar kapasitelerini işleme yetenekleri, basit üretim, kanıtlanmış güvenilirlik ve iyi kodlanmış tasarım standartları (TEMA, ASME, API 660),endüstrinin tercih edilen ısı transferi çözümü olarak devam eden egemenliklerini sağlar.
