Os trocadores de calor de casco e tubos, também conhecidos como trocadores de calor tubulares, são um tipo de equipamento que utiliza um feixe de tubos encerrado em um invólucro cilíndrico para troca de calor. Concha-e-O trocador de calor de tubo é um tipo de equipamento amplamente utilizado em processos industriais para troca de calor, é adequado para ambientes de trabalho de alta temperatura e alta pressão, pode lidar com asnecessidades de troca de calor de vários fluidos.

Composição do trocador de calor de casco e tubo

O trocador de calor de casco e tubo é composto principalmente de casco, feixe de tubos de transferência de calor, placa de tubo, placa defletora (confundir) e caixa de tubo.

Concha: geralmente cilíndrico, é a estrutura externa do trocador de calor, e o feixe de tubos de transferência de calor está contido em seu interior.

Pacote de tubos de transferência de calor: localizado dentro da carcaça, ambas as extremidades são fixadasna placa do tubo, é o principal local para se conseguir a troca de calor.

Placa de tubo: localizado em ambas as extremidades da carcaça, é usado para segurar o feixe de tubos de transferência de calor e formar uma vedação com ele para garantir que os dois fluidosnão se misturem.

Defletor (confundir) : instaladono casco, usado para guiar o fluido lateral do casco através do feixe de tubos várias vezes, aumentar o grau de turbulência do fluido, melhorar a eficiência da transferência de calor.

Caixa de tubo: Localizado em ambas as extremidades do trocador de calor e conectado à placa tubular, é utilizado para distribuir e coletar o fluxo da tubulação.

Características da casca-e-trocador de calor de tubo

As vantagens da casca-e-trocadores de calor de tubo incluem principalmente:

Alto coeficiente de transferência de calor: O tubo roscado usado em trocadores de calor de casco e tubo é feito de materiais com alta condutividade térmica, como cobre ou aço inoxidável, e o design da combinação de roscas internas e externas podem formar forte turbulência sob pouca resistência a fluidos, melhorando muito o coeficiente de transferência de calor dentro e fora do tubo.

Estrutura compacta: Como a área de transferência de calor do volume unitário do trocador de calor de casco e tubo é grande, o coeficiente total de transferência de calor é alto, portanto a área do piso é pequena, economizando materiais e espaço.

Não é fácil de escalar: A estrutura côncava e convexa especial do tubo roscado e a extensão a quente e o encolhimento a frio do tubo dificultam a retenção de impurezas dentro e fora do tubo, por issonão é fácil de dimensionar, para garantir o longo-efeito de operação a prazo.

Não é fácil vazar: a circunferência de vedação do trocador de calor de casco e tubo e a rosca grossa do tubo roscado têm uma capacidade de compensação semelhante à junta de expansão, tornando o estresse térmico do trocador de calor pequeno e difícil de vazar.

Forte aplicabilidade: De acordo com diferentes requisitos de processo, existem muitos tipos de trocadores de calor de casco e tubo, como placa de tubo fixo, tipo de cabeça flutuante, U-tipo de tubo moldado, etc., cada um tem suas próprias características e escopo de aplicação, que podem atender àsnecessidades de diferentes condições de trabalho.

Fácil manutenção: Alguns tipos de trocadores de calor de casco e tubo são projetados para permitir que feixes de tubos sejam retirados do casco para fácil limpeza e manutenção, especialmente para meios que são propensos a incrustações ou requerem limpeza frequente.

Campo de aplicação do trocador de calor casco e tubo

Indústria química: No processo de reação química, muitas vezes énecessário aquecer ou resfriar matérias-primas ou produtos, e os trocadores de calor de casco e tubo desempenham um papel importante aqui.

Indústria de petróleo e gás: Essas indústrias geralmente precisam trocar calor por petróleo e gás durante o processo de refino, e os trocadores de calor de casco e tubos podem suportar as altas temperaturas e pressõesnesses processos.

Indústria alimentar: No processo de processamento de alimentos, trocadores de calor de casco e tubo são usados ​​para aquecimento, resfriamento e pasteurização para garantir a segurança e a qualidade dos alimentos.

Indústria de energia: Em usinas de energia, shell-e-os trocadores de calor tubulares são utilizados para a geração e condensação de vapor e são equipamentos essenciais para o funcionamentonormal das usinas.

Indústria metalúrgica: No processo de processamento de metal, shell-e-trocadores de calor tubulares são usados ​​para controle de temperatura de fornos de tratamento térmico e para resfriamento de produtos metálicos.

Indústria de climatização: Em sistemas de aquecimento e ar condicionado, shell-e-trocadores de calor tubulares são usados ​​para aquecer e resfriar água quente para manter a temperatura interna confortável.

O princípio técnico do trocador de calor de casco e tubo é baseado principalmentena transferência de calor da parede,na qual um fluido flui dentro do feixe de tubos e outro fluido fluino casco fora do feixe de tubos, e os dois trocam calor através da parede do tubo. Especificamente, o princípio de funcionamento do trocador de calor de casco e tubo inclui os seguintes aspectos:

Superfície de transferência de calor: a parede do feixe de tubos é usada como superfície de transferência de calor, e dois tipos de fluidos de trabalho fluem dentro e fora do tubo, respectivamente, e trocam de calor através da parede do tubo.

Fluxo de fluido: fluxo do tubono tubo, fluxo da casca fora do tubo. A fim de melhorar a eficiência da transferência de calor do fluido da tubulação, alguns projetos utilizam tubos espirais ou tubosnodulares, que podem aumentar o grau de turbulência do fluido, melhorando assim o coeficiente de transferência de calor.

Controle de temperatura: Ao ajustar o fluxo da fonte de calorno trocador de calor, a temperatura do meio aquecido pode ser controlada. Por exemplo, há uma válvula reguladora antes da entrada da fonte de calor e alterar a abertura da válvula pode ajustar a temperatura de saída.

O design e fabricação de conchas-e-trocadores de calor tubulares são um processo complexo que requer consideração abrangente de muitos fatores, incluindo requisitos de processo, seleção de materiais, projeto estrutural, padrões de segurança, etc.

Verifique o coeficiente de transferência de calor e a área de transferência de calor: Calcule o coeficiente de transferência de calor K e a área de transferência de calor F de acordo com o coeficiente de transferência de calor do tubo e do casco, resistência térmica da sujeira, resistência térmica da parede, etc. condições de projeto e possíveis problemas futuros de incrustação ou entupimento.

Tecnologia de fabricação: O processo de fabricação do trocador de calor de casco e tubo inclui a seleção do material apropriado, a determinação das especificações e disposição do feixe de tubos e onúmero de defletores ou placas de suporte. Esses detalhes de fabricação são essenciais para o desempenho e durabilidade dos trocadores de calor.

Condições de projeto: Os usuários precisam fornecer algumas condições importantes de projeto, como pressão operacional, temperatura operacional, temperatura da parede metálica,nome e características do material, margem de corrosão,número de passes, área de troca de calor, especificações do tubo de troca de calor, etc. o projeto de um trocador de calor eficiente e seguro.

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