El intercambiador de calor de cáscara y tubo también se llama intercambiador de calor de tubo. Se trata de un intercambiador de calor de pared interna con la pared cerrada al paquete de tubos en la carcasa como superficie de transferencia de calor. Este tipo de intercambiador de calor tiene una estructura relativamente simple, se puede fabricar con diferentes materiales estructurales (principalmente materiales metálicos), se puede utilizar a alta temperatura y alta presión, y es un tipo relativamente ampliamente utilizado en la actualidad.

Estructura

El intercambiador de calor de cáscara y tubo consta de una carcasa, un tubo de transferencia de calor, una placa de tubo, un deflector (deflector) y una caja de tubo. La mayoría de las carcasas son cilíndricas y están equipadas con tubos, y ambos extremos del tubo se fijan a la placa del tubo. Dos tipos de fluidos, el frío y el calor, que realizan el intercambio de calor, uno fluye dentro del tubo, llamado fluido de paso del tubo; Otro tipo de flujo fuera del tubo, conocido como fluido del lado de la cáscara, para aumentar el coeficiente parcial de transferencia de calor del fluido fuera del tubo, generalmente se instalan varios deflectores en la cáscara. El deflector puede aumentar la velocidad del líquido en el lado de la cáscara, obligando al líquido a pasar lateralmente por el haz muchas veces de acuerdo con la distancia prescrita, aumentando el grado de turbulencia del líquido. Los tubos de intercambio de calor se pueden organizar en triángulos equilaterales o cuadrados en la placa del tubo. La disposición del triángulo equilateral es relativamente compacta, el grado de turbulencia del líquido fuera del tubo es alto y el coeficiente de transferencia de calor es grande; La disposición cuadrada facilita la limpieza fuera del tubo y es adecuada para fluidos fáciles de escalar.

Intercambiadores de calor voluminosos de bobinas flotantes FPR

Intercambiadores de calor voluminosos de bobinas flotantes FPR

Cada vez que el líquido pasa por el tubo se llama un tubo; Cada paso por la carcasa se llama un paso de la carcasa. El interchanger de calor de un solo paso de cáscara y un solo paso de tubo que se muestra en la imagen se llama interchanger de calor de tipo 1 - 1. Para aumentar la velocidad del líquido en el tubo, se pueden instalar tabiques en las cajas de tubos en ambos extremos, dividiendo el tubo en varios grupos. De esta manera, el líquido solo pasa por parte del tubo a la vez, por lo que viaja de ida y vuelta muchas veces en el tubo, lo que se llama múltiples trayectorias. Del mismo modo, para aumentar la velocidad de flujo fuera del tubo, también se puede instalar un deflector longitudinal en la carcasa, obligando al líquido a pasar por el espacio de la carcasa muchas veces, conocido como el paso de varias cáscaras. El proceso de múltiples tubos y el proceso de múltiples cáscaras se pueden aplicar juntos.

Tipo

Debido a las diferentes temperaturas de los fluidos dentro y fuera del tubo, la temperatura de la carcasa y el haz del intercambiador de calor también es diferente. Si las dos temperaturas difieren mucho, se producirá una gran tensión térmica en el interior del intercambiador de calor, lo que hará que el tubo se doble, se rompa o se retire de la placa del tubo. Por lo tanto, cuando la diferencia de temperatura entre el haz y la carcasa es superior a 50 grados celsius, se deben tomar las medidas de compensación adecuadas para reducir la tensión térmica. Según las medidas de compensación, los intercambiadores de calor de carcasa y tubo se pueden dividir en los siguientes tipos principales:

① las placas de tubo en ambos extremos del paquete de tubos del intercambiador de calor de placa de tubo fijo están conectadas a la carcasa en su conjunto, con una estructura simple, pero solo se utilizan para operaciones de intercambio de calor cuando la diferencia de temperatura entre el líquido frío y el frío no es grande, y el lado de la carcasa No necesita limpieza mecánica. Cuando la diferencia de temperatura es ligeramente mayor y la presión del lado de la cáscara no es demasiado alta, se puede instalar un anillo de compensación elástico en la carcasa para reducir la tensión térmica.

② la placa de tubo en un extremo del paquete de tubos del intercambiador de calor de cabeza flotante puede flotar libremente, lo que reduce el estrés térmico; Y todo el tubo de control se puede extraer de la carcasa, lo que facilita la limpieza mecánica y el mantenimiento. Los intercambiadores de calor flotantes tienen una amplia aplicación, pero la estructura es más compleja y el costo es alto.

③ cada tubo de intercambio de calor del intercambiador de calor en forma de U se dobla en forma de u, y ambos extremos se fijan en las dos zonas superior e inferior de la misma placa de tubo, y se dividen en dos cámaras de entrada y salida con la ayuda de tabiques en la Caja de tubo. Este tipo de intercambiador de calor reduce la tensión térmica, la estructura es más simple que el tipo de cabeza flotante, pero el recorrido del tubo no es fácil de limpiar.

④ el intercambiador de calor de película de calor de vórtice adopta un nuevo método de transferencia de calor de película de calor de vórtice, que aumenta la transferencia de calor cambiando el Estado de movimiento del líquido, y cuando el Medio pasa por la superficie del tubo de vórtice, lava la superficie del tubo, por lo que la eficiencia de transferencia de calor. Hasta 10.000 W / m2 ℃. Al mismo tiempo, esta estructura realiza funciones de resistencia a la corrosión, resistencia a la temperatura, resistencia a la presión y menos escala. Los canales de fluido de otros tipos de intercambiadores de calor son en forma de flujo de dirección fija, formando un flujo alrededor de la superficie del tubo de intercambio de calor, y el coeficiente de transferencia de calor convectivo se reduce.

Según los datos de [promoción de equipos de intercambio de calor], los intercambiadores de calor de película térmica de vórtice se caracterizan por la unidad económica. Debido a que se tiene en cuenta la relación de flujo entre los tubos de intercambio de calor, entre los tubos de intercambio de calor y la carcasa, no se utiliza el bloqueo forzado por el deflector para forzar la turbulencia, sino que se basa en la inducción natural entre los tubos de intercambio de calor para formar un flujo de vórtice alternativo, y Se mantiene la intensidad de temblor debida sin fricción entre los tubos de intercambio de calor. Los tubos de intercambio de calor tienen una buena configuración rígida y flexible y no chocan entre sí, lo que no sólo supera los problemas causados por la colisión entre los intercambiadores de calor de bobinas flotantes, sino que también reduce el problema de que los intercambiadores de calor de cáscara de tubo ordinarios son fáciles de escalar.