Les échangeurs de chaleur tubulaires, également appelés échangeurs de chaleur tubulaires, sont un type d'équipement qui utilise un faisceau de tubes enfermé dans une coque cylindrique pour l'échange de chaleur.L'échangeur de chaleur de Shell-and-tube est un genre d'équipement très utilisé dans le processus industriel pour l'échange thermique, il convient à l'environnement de travail à hautes températures et à haute pression, peut manipuler les besoins d'échange thermique de divers fluides.

Composition tubulaire d'échangeur de chaleur

L'échangeur de chaleur tubulaire se compose principalement de coquille, de faisceau de tubes de transfert de chaleur, de plaque tubulaire, de déflecteur (déflecteur) et de boîte de tube.

Coquille: Généralement cylindrique, est la structure externe de l'échangeur de chaleur, et le faisceau de tubes de transfert de chaleur est contenu à l'intérieur.

Faisceau de tubes de transfert de chaleur: Situé à l'intérieur de la coque, les deux extrémités sont fixées sur la plaque tubulaire, est l'endroit principal pour réaliser l'échange de chaleur.

Plaque de tube: Situé aux deux extrémités du boîtier, il est utilisé pour maintenir le faisceau de tubes de transfert de chaleur et former un joint avec lui pour s'assurer que les deux fluides ne se mélangent pas.

Déflecteur (déflecteur): Installé dans la coque, utilisé pour guider le fluide côté coque à travers le faisceau de tubes plusieurs fois, augmenter le degré de turbulence du fluide, améliorer l'efficacité du transfert de chaleur.

Boîte de tube: Situé aux deux extrémités de l'échangeur de chaleur et relié à la plaque tubulaire, il est utilisé pour distribuer et collecter le débit du tuyau.

Caractéristiques de l'échangeur de chaleur de coqueau-et-tube

Les avantages des échangeurs de chaleur de coquelle-et-tube incluent principalement:

Coefficient de transfert de chaleur élevé: Le tube fileté utilisé dans l'échangeur de chaleur tubulaire est fait de matériaux avec la conduction thermique élevée, telle que le cuivre ou l'acier inoxydable, et la conception de la combinaison des fils internes et externes peut former la turbulence forte sous peu de résistance liquide, de ce fait améliorant considérablement le coefficient de transfert de chaleur à l'intérieur et en dehors du tube.

Structure compacte: Parce que la zone de transfert de chaleur du volume unitaire de l'échangeur de chaleur tubulaire est grande, le coefficient de transfert de chaleur total est élevé, de sorte que la surface au sol est petite, ce qui permet d'économiser des matériaux et de l'espace.

Pas facile à mettre à l'échelle: La structure concave et convexe spéciale du tuyau fileté et l'extension à chaud et le rétrécissement à froid du tuyau rendent difficile la rétention des impuretés à l'intérieur et à l'extérieur du tuyau, de sorte qu'il n'est pas facile de mettre à l'échelle, pour assurer l'effet de fonctionnement à long terme.

Pas facile de fuir: La circonférence d'étanchéité de l'échangeur de chaleur tubulaire et le filetage grossier du tuyau fileté ont une capacité de compensation similaire au joint de dilatation, rendant la contrainte thermique de l'échangeur de chaleur petite et difficile à fuir.

Forte applicabilité: Selon différentes exigences de processus, il existe de nombreux types d'échangeurs de chaleur tubulaires, tels que la plaque tubulaire fixe, le type de tête flottante, le type de tube en forme de U, etc., chacun a ses propres caractéristiques et champ d'application, qui peuvent répondre aux besoins de différentes conditions de travail.

Entretien facile: Certains types d'échangeur de chaleur tubulaire sont conçus pour permettre aux faisceaux de tubes d'être tirés de la coque pour un nettoyage et un entretien faciles, en particulier pour les milieux qui sont sujets à la mise à l'échelle ou nécessitent un nettoyage fréquent.

Champ d'application de l'échangeur de chaleur tubulaire

Industrie chimique: Dans le processus de réaction chimique, il est souvent nécessaire de chauffer ou de refroidir les matières premières ou les produits, et l'échangeur de chaleur tubulaire joue un rôle important ici.

Industrie du pétrole et du gazCes industries doivent souvent échanger de la chaleur contre du pétrole et du gaz pendant le processus de raffinage, et l'échangeur de chaleur tubulaire peut résister aux températures et pressions élevées de ces processus.

Industrie alimentaireDans le processus de transformation des aliments, échangeur de chaleur tubulaire sont utilisés pour le chauffage, le refroidissement et la pasteurisation pour assurer la sécurité et la qualité des aliments.

Industrie électriqueDans les centrales électriques, les échangeurs de chaleur à tubes et calandre sont utilisés pour la production et la condensation de vapeur et constituent un équipement clé pour le fonctionnement normal des centrales électriques.

Industrie métallurgique: Dans le processus de traitement des métaux, des échangeurs de chaleur à coque et tube sont utilisés pour le contrôle de la température des fours de traitement thermique et pour le refroidissement des produits métalliques.

Industrie HvacDans les systèmes de chauffage et de climatisation, les échangeurs de chaleur à coque et tube sont utilisés pour chauffer et refroidir l'eau chaude afin de maintenir la température intérieure confortable.

Le principe technique de l'échangeur de chaleur tubulaire est principalement basé sur le transfert de chaleur de paroi, dans lequel un fluide s'écoule à l'intérieur du faisceau de tubes, et un autre fluide s'écoule dans la coque à l'extérieur du faisceau de tubes, et les deux échangent de la chaleur à travers la paroi du tube. Plus précisément, le principe de fonctionnement de l'échangeur de chaleur tubulaire comprend les aspects suivants:

Surface de transfert de chaleur: Le mur du faisceau de tubes est utilisé comme surface de transfert de chaleur, et deux types de fluides de travail circulent à l'intérieur et à l'extérieur du tube respectivement, et l'échange de chaleur à travers la paroi du tube.

Écoulement de fluide: Écoulement de tuyau dans le tube, écoulement de coquille en dehors du tube. Afin d'améliorer l'efficacité du transfert de chaleur du fluide de pipeline, certaines conceptions utilisent des tubes en spirale ou des tubes nodulaires, ce qui peut augmenter le degré de turbulence du fluide, améliorant ainsi le coefficient de transfert de chaleur.

Contrôle de température: En ajustant le flux de source de chaleur dans l'échangeur de chaleur, la température du milieu chauffé peut être contrôlée. Par exemple, il y a une vanne de régulation avant l'entrée de la source de chaleur, et changer l'ouverture de la vanne peut ajuster la température de sortie.

La conception et la fabrication d'échangeurs thermiques à tubes et à calandre est un processus complexe qui nécessite une prise en compte approfondie de nombreux facteurs, notamment les exigences du processus, le choix des matériaux, la conception structurelle, les normes de sécurité, etc.

Vérifiez le coefficient de transfert de chaleur et la zone de transfert de chaleur: Calculez le coefficient de transfert thermique K et la zone de transfert thermique F en fonction du coefficient de transfert thermique du tuyau et de la coque, de la résistance thermique de la saleté, de la résistance thermique du mur, etc. Cette étape prend en compte un certain nombre de facteurs, tels que les différences entre les conditions de fonctionnement et les conditions de conception, et les éventuels problèmes futurs de mise à l'échelle ou de colmatage.

Technologie de fabrication: Le processus de fabrication de l'échangeur de chaleur tubulaire comprend la sélection du matériau approprié, la détermination des spécifications et la disposition du faisceau de tubes, et le nombre de déflecteurs ou de plaques de support. Ces détails de fabrication sont essentiels à la performance et à la durabilité des échangeurs de chaleur.

Conditions de conception: Les utilisateurs doivent fournir certaines conditions de conception clés, telles que la pression de fonctionnement, la température de fonctionnement, la température de la paroi métallique, le nom et les caractéristiques du matériau, la marge de corrosion, le nombre de passes, la zone d'échange de chaleur, les spécifications du tube d'échange de chaleur, etc. Cette information est essentielle pour la conception d'un échangeur de chaleur efficace et sûr.

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