Scambiatore di calore a conchiglia e tubo è anche noto come scambiatore di calore a colonna. È uno scambiatore di calore a parete intermedio con una superficie chiusa nel tubo come superficie di trasferimento di calore. Questa struttura dello scambiatore di calore è più semplice, può essere fabbricato con diversi materiali strutturali (principalmente materiali metallici), può essere utilizzato ad alta temperatura e alta pressione, è attualmente il tipo di applicazione più ampia.

Struttura

Lo scambiatore di calore a tubo è costituito da componenti quali un casinò, un tubo di trasferimento di calore, una piastra di tubo, una piastra pieghevole (un pannello) e una cassetta di tubo. La cassa è in gran parte a forma di cilindro, dotato di un fascio, entrambe le estremità del fascio sono fissate sulla piastra del tubo. Scambio di calore a freddo due fluidi, uno che scorre all'interno del tubo, chiamato fluido di tubazione; Un altro tipo di flusso all'esterno del tubo, noto come fluido del casinò, per aumentare il coefficiente di trasferimento di calore del fluido all'esterno del tubo, di solito sono installati diversi pannelli nel casinò. Il pannello può aumentare la velocità del fluido della conchiglia, costringendo il fluido a passare più volte orizzontalmente attraverso il tubo secondo il percorso specificato, aumentando il livello di turbolenza del fluido. I tubi di scambio di calore possono essere disposti in triangolo o quadrato isogonale sulla piastra. Disposizione triangolare isolaterale più compatta, alto grado di turbazione del fluido esterno del tubo, grande coefficiente di trasmissione di calore; La disposizione quadrata facilita la pulizia esterna del tubo ed è adatta a fluidi facilmente scalabili.

Scambiatore di calore a tubo galleggiante FPR

Scambiatore di calore a tubo galleggiante FPR

Il fluido passa attraverso ogni fascio chiamato un tubo; Ogni passaggio della conchiglia è chiamato un processo di conchiglia. Scambiatore di calore a tubo singolo, conosciuto come scambiatore di calore di tipo 1-1. Per aumentare la velocità del fluido all'interno del tubo, è possibile impostare un divisorio all'interno di entrambe le estremità del tubo, dividendo entrambi i tubi in diversi gruppi. In questo modo il fluido attraversa solo una parte del tubo ogni volta e quindi va e va più volte nel fascio, il che si chiama multitubo. Allo stesso modo, per aumentare la velocità di flusso all'esterno del tubo, è possibile installare un pannello verticale nella carcassa, costringendo il fluido a attraversare più volte lo spazio della carcassa, chiamato percorso multi-carcassa. Può essere utilizzato in applicazioni multitubo e multiconchiglia.

Tipo

Scambiatore di calore a tubo a causa della differenza di temperatura del fluido all'interno ed all'esterno del tubo, quindi la temperatura della custodia dello scambiatore di calore e della fascia del tubo è diversa. Se le due temperature differiscono molto, lo scambiatore di calore produrrà una grande tensione termica che porterà al tubo a piegarsi, rompersi o tirarsi dalla piastra. Pertanto, quando la differenza di temperatura tra il tubo e la carcassa supera i 50 ° C, sono necessarie misure compensatorie adeguate per ridurre lo stress termico. In base alle misure di compensazione, gli scambiatori di calore a tubo possono essere suddivisi in diversi tipi principali:

①Fisso tubo a piastra di scambiatore di calore a due estremità della piastra di tubo e la custodia sono unite, la struttura è semplice, ma è adatta solo per la differenza di temperatura del fluido caldo e freddo, e la custodia non richiede la pulizia meccanica durante l'operazione di scambio di calore. Quando la differenza di temperatura è leggermente maggiore e la pressione della carcassa non è troppo alta, un anello di compensazione elastico può essere installato sulla carcassa per ridurre lo stress termico.

② la tavola di tubo dell'estremità del fascio dello scambiatore di calore può galleggiare liberamente, riducendo lo stress termico; E l'intero fascio può essere estratto dall'alloggiamento per facilitare la pulizia meccanica e la riparazione. Scambiatori di calore a testa galleggiante sono ampiamente utilizzati, ma la struttura è più complessa e costosa.

② Scambiatore di calore a tubo tipo U Ogni tubo di scambio di calore è piegato a forma di U, le due estremità sono fissate rispettivamente nella stessa piastra di tubo in due aree superiori e inferiori, con l'aiuto del divisore all'interno della cassetta di tubo diviso in due camere di ingresso ed uscita. Questo scambiatore di calore riduce lo stress termico e la struttura è più semplice rispetto alla testa galleggiante, ma il processo non è pulito bene.

Lo scambiatore di calore a pellicola a vortice utilizza un nuovo metodo di trasferimento di calore a pellicola a vortice per aumentare il trasferimento di calore cambiando lo stato di movimento del fluido, quando il mezzo attraversa la superficie del tubo a vortice, spazzolando la superficie del tubo, quindi l'efficienza dello scambio di calore. Fino a 10000W/m2 ℃. Allo stesso tempo, questa struttura ha raggiunto resistenza alla corrosione, resistenza alla temperatura, resistenza alla pressione e funzione di scarma ridotta. Il canale del fluido di altri tipi di scambiatori di calore è in forma di flusso in direzione fissa, che forma un'avvolgimento sulla superficie del tubo di scambio di calore e riduce il coefficiente di scambio di calore di convezione.

Secondo i dati della "promozione delle apparecchiature di scambio di calore", lo scambiatore di calore a pellicola turbulenta è caratterizzato dall'unità economica. A causa della considerazione della relazione di flusso tra lo scambiatore di calore, lo scambiatore di calore e la carcassa, la turbolenza non viene spinta a bloccare forzatamente la piastra di piegatura, ma si induce naturalmente la formazione di un flusso vortice alterno tra lo scambiatore di calore e si mantiene la forza vibratoria dovuta senza attrito tra lo scambiatore di calore. La rigidità e la flessibilità dello scambiatore di calore sono ben configurate e non si scontrano tra loro, superando il problema causato dalla collisione tra scambiatori di calore a disco galleggiante e riducendo il problema della scalabilità degli scambiatori di calore a casca a tubo ordinario.