Isı Eşanjörü İçin Paslanmaz Çelik Boru Demeti ASME SA213 / SA312 / SA249 / SA269

Boru demeti, endüstriyel uygulamalarda kullanılan en yaygın ısı eşanjörü türlerinden biri olan kabuk ve borulu ısı eşanjörünün kritik bir bileşenidir. Boru demeti, bir akışkanın içinden aktığı bir dizi borudan oluşur, diğer bir akışkan ise iki akışkan arasında ısı transferini kolaylaştırmak için boruların etrafından (kabuk tarafında) akar.

Boru Demetinin Bileşenleri:

Borular:

Birincil ısı transfer yüzeyi.

Uygulamaya bağlı olarak bakır, paslanmaz çelik, titanyum veya karbon çeliği gibi yüksek termal iletkenliğe sahip malzemelerden yapılmıştır.

Tasarımına bağlı olarak borular düz veya U şeklinde olabilir.

Boru Levhaları:

Boruları yerinde tutan düz plakalar.

Sızdırmaz bir conta oluşturmak için borular, boru levhalarına ya kaynaklanır, ya genişletilir ya da yuvarlanır.

Boru levhaları, kabuk tarafı ve boru tarafı akışkanlarını ayırır.

Bölmeler:

Kabuk tarafı akışkanın boru demeti boyunca akışını yönlendiren plakalar veya çubuklar.

Türbülans yaratarak ve durgun bölgeleri önleyerek ısı transfer verimliliğini artırır.

Yaygın türler arasında segmental, helisel ve çubuk bölmeler bulunur.

Ara Parçalar veya Destek Plakaları:

Boruların hizalanmasını ve aralığını korumak için kullanılır.

Çalışma sırasında boruların titreşimini ve hasarını önler.

Bağlantı Çubukları ve Ara Parçalar:

Bölmeleri ve boru demetini bir arada tutar.

Yapısal bütünlüğü sağlar.

Uç Kapakları veya Kanallar:

Boru demetinin uçlarında bulunur.

Boru tarafı akışkanı boruların içine ve dışına yönlendirir.

Boru Demetleri için Tasarım Hususları:

Boru Çapı ve Kalınlığı:

Daha küçük çaplar ısı transfer verimliliğini artırır, ancak daha yüksek basınç düşüşlerine yol açabilir.

Yüksek basınçlı uygulamalar için daha kalın borular kullanılır.

Boru Düzeni:

Borular üçgen, kare veya döndürülmüş kare desenlerde düzenlenebilir.

Üçgen düzenler daha yüksek ısı transfer verimliliği sağlarken, kare düzenlerin temizlenmesi daha kolaydır.

Boru Uzunluğu ve Sayısı:

Daha uzun borular ısı transfer alanını artırır, ancak daha fazla alan gerektirebilir.

Boru sayısı, gerekli ısı transfer hızına ve akış hızlarına bağlıdır.

Malzeme Seçimi:

Korozyonu veya kirlenmeyi önlemek için malzemeler işlenen akışkanlarla uyumlu olmalıdır.

Yaygın malzemeler arasında paslanmaz çelik, bakır alaşımları, titanyum ve nikel alaşımları bulunur.

Bölme Tasarımı:

Bölme aralığı ve türü, ısı transfer verimliliğini ve basınç düşüşünü etkiler.

Segmental bölmeler en yaygın olanıdır, ancak helisel bölmeler basınç düşüşünü ve titreşimi azaltabilir.

Termal Genleşme:

Gerilmeyi ve arızayı önlemek için borular ve kabuk arasındaki farklı termal genleşme dikkate alınmalıdır.

Genleşmeyi karşılamak için U-boru veya yüzer kafa tasarımları kullanılır.

Boru Demeti Çeşitleri:

Sabit Boru Levhası Demeti:

Borular her iki uçta da boru levhalarına sabitlenir.

Basit ve uygun maliyetli ancak kabuk ve boru tarafları arasındaki büyük sıcaklık farklılıklarını kaldıramaz.

U-Boru Demeti:

Borular U şeklinde bükülür, termal genleşmeye izin verir.

Yüksek sıcaklık farklılıkları olan uygulamalar için uygundur.

Yüzer Kafa Demeti:

Boru demetinin bir ucu hareket etmekte serbesttir, termal genleşmeyi karşılar.

Yüksek sıcaklık ve yüksek basınçlı uygulamalar için idealdir.

Çekmeli Yüzer Kafa Demeti:

Yüzer kafa tasarımına benzer, ancak bakım için tüm boru demetinin çıkarılmasına izin verir.

Boru Demetlerinin Uygulamaları:

Enerji Santralleri: Türbinlerden gelen buharı yoğunlaştırma.

Petrol ve Gaz: Rafinerilerde hidrokarbonları ısıtma veya soğutma.

Kimyasal İşleme: Reaktörlerde ve damıtma kolonlarında ısı değişimi.

HVAC Sistemleri: Soğutucular ve kondenserler.

Gıda ve İçecek: Pastörizasyon ve sterilizasyon işlemleri.

Boru Demetlerinin Avantajları:

Yüksek ısı transfer verimliliği.

Yüksek basınç ve sıcaklıklara dayanabilir.

Uygun bakımla dayanıklı ve uzun ömürlüdür.

Çok çeşitli akışkanlar ve uygulamalar için uygundur.

Boru Demetlerinin Dezavantajları:

Büyük fiziksel boyut ve ağırlık.

Diğer bazı ısı eşanjörü türlerine göre daha yüksek ilk maliyet.

Kirlenmeyi ve korozyonu önlemek için düzenli bakım gerektirir.

Bakım ve Sorun Giderme:

Kirlenme:

Boru yüzeylerindeki birikintiler ısı transfer verimliliğini azaltır.

Düzenli temizlik (mekanik veya kimyasal) gereklidir.

Korozyon:

Malzeme seçimi ve koruyucu kaplamalar korozyonu önlemeye yardımcı olabilir.

Çukurlaşma veya çatlama açısından düzenli olarak inceleyin.

Titreşim:

Yanlış bölme aralığı veya akış hızları boru titreşimine ve arızaya neden olabilir.

Uygun tasarım ve çalışmayı sağlayın.