O intercambiador de calor de casca e tubo é também chamado de intercambiador de calor de coluna. É um trocador de calor de parede intermediária com a superfície do tubo fechada na caixa como superfície de transferência de calor. Esta estrutura do trocador de calor é mais simples, pode ser fabricada com diferentes materiais estruturais (principalmente materiais metálicos), pode ser usada em alta temperatura e alta pressão, é o tipo mais amplo de aplicação atual.

Estrutura

O trocador de calor de tubo é composto por componentes como caixa, tubo de transferência de calor, placa de tubo, placa de dobragem (barra) e caixa de tubo. A carcaça é principalmente em forma de cilindro, com feixes de tubo, as duas extremidades do feixe de tubo são fixadas na placa de tubo. Dois fluidos quentes e frios para troca de calor, um que flui dentro do tubo, chamado de fluido de tubulação; Outro tipo de fluxo fora do tubo, chamado de fluido casco, geralmente instala vários painéis na casca para aumentar o fator de transferência de calor do fluido fora do tubo. O parafuso pode aumentar a velocidade do fluido do casco, forçando o fluido a passar horizontalmente por vários tubos de acordo com a distância especificada, aumentando o nível de turbulência do fluido. Os tubos de troca de calor podem ser dispostos em triângulo ou quadrado isogânico na placa. O triângulo equilateral é mais compacto, o fluido externo do tubo é altamente agitado e o fator de transmissão de calor é grande; A disposição quadrada é fácil de limpar fora do tubo e é adequada para fluidos facilmente escaláveis.

Permutador de calor volumétrico de disco flutuante FPR

Permutador de calor volumétrico de disco flutuante FPR

Cada fluido que passa por um feixe é chamado de um tubo; Cada passagem pela casca é chamada de um processo de casca. Intercâmbio de calor de um único tubo de casca, abreviadamente chamado de tipo 1-1. Para aumentar a velocidade do fluido dentro do tubo, uma divisória pode ser definida dentro da caixa de tubos de ambas as extremidades, dividindo os tubos em vários grupos. Desta forma, o fluido passa apenas por parte dos tubos de cada vez e, portanto, de volta e volta várias vezes no feixe, o que é chamado de multi-tubo. Da mesma forma, para aumentar a velocidade de fluxo externa do tubo, também é possível instalar uma barreira vertical no casco, forçando o fluido a atravessar o espaço do casco várias vezes, chamado de multicasco. Aplicações multi-tubo e multi-casco são compatíveis.

Tipo

Devido à diferença de temperatura do fluido dentro e fora do tubo, a temperatura da caixa do trocador de calor e do feixe do tubo também é diferente. Se as duas temperaturas diferem muito, haverá uma grande tensão térmica dentro do trocador de calor, causando que o tubo se dobre, quebre ou se puxe da placa. Portanto, quando a diferença de temperatura entre o tubo e a caixa é superior a 50 ° C, medidas de compensação adequadas devem ser tomadas para reduzir o estresse térmico. De acordo com as medidas de compensação, os trocadores de calor tubulares podem ser divididos em vários tipos principais:

① Fixo placa de tubo tipo trocador de calor em ambos os extremos do tubo da placa de tubo com a carcaça integrada, a estrutura é simples, mas apenas aplicável à diferença de temperatura do fluido quente e frio, e a carcaça não precisa de limpeza mecânica durante a operação de troca de calor. Quando a diferença de temperatura é ligeiramente maior e a pressão do casco não é muito alta, um anel de compensação elástico pode ser instalado no casco para reduzir a tensão térmica.

② A placa de tubo da extremidade do feixe do trocador de calor flutuante pode flutuar livremente, reduzindo a tensão térmica; E todo o tubo pode ser extraído da caixa para facilitar a limpeza mecânica e reparação. A aplicação do trocador de calor flutuante é mais ampla, mas a estrutura é mais complexa e mais cara.

Cada tubo de troca de calor é curvado em forma de U, as duas extremidades são fixadas em duas áreas superiores e inferiores da mesma placa de tubo, com a ajuda da divisória dentro da caixa de tubo dividida em duas câmaras de entrada e saída. Este trocador de calor reduz a tensão térmica e a estrutura é mais simples do que o tipo de cabeça flutuante, mas o processo não é bem limpo.

O trocador de calor de película de fluxo turbulento usa um novo método de transferência de calor de película de fluxo turbulento, alterando o estado de movimento do fluido para aumentar a transferência de calor, quando o meio passa pela superfície do tubo de fluxo turbulento, lavar a superfície do tubo, assim a eficiência da troca de calor. Até 10000W/m2 ℃. Ao mesmo tempo, esta estrutura realiza resistência à corrosão, resistência à temperatura, resistência à pressão e pouca função de escamação. O canal de fluido de outros tipos de trocadores de calor é na forma de fluxo de direção fixa, na superfície do tubo de troca de calor forma um fluxo envolvente e o coeficiente de troca de calor de convexão é reduzido.

De acordo com as informações da promoção do equipamento de troca de calor, o trocador de calor de película de fluxo turbulento é caracterizado pela unificação econômica. Devido à consideração da relação de fluxo entre o tubo de troca de calor, o tubo de troca de calor e a carcaça, a turbulência não é forçada a bloquear a placa de flexão, mas é induzida naturalmente pela formação de fluxos de vórtices alternos entre os tubos de troca de calor e mantém a força vibratória devida sob a premissa de que os tubos de troca de calor não se atritem. A rigidez e flexibilidade dos tubos de troca de calor são bem configurados e não colidem uns com os outros, superando o problema causado pela colisão entre os trocadores de calor de disco flutuante e reduzindo o problema de fácil escalabilidade dos trocadores de calor de tubo comum.