Introducción a los intercambiadores de calor de carcasa y tubos

Los intercambiadores de calor de carcasa y tubos también se denominan intercambiadores de calor de tubos. Es un intercambiador de calor de tipo partición con la pared del haz de tubos encerrada en la carcasa como superficie de transferencia de calor. Este intercambiador de calor tiene una estructura simple y un funcionamiento confiable. Puede fabricarse con diversos materiales estructurales y puede utilizarse a altas temperaturas y presiones. Actualmente es el tipo más utilizado.

Uso:? Es adecuado para calentamiento, enfriamiento, evaporación y concentración en fase líquida en galvanoplastia, electrólisis, fosfatado, desengrasado, decapado, niquelado no electrolítico y fósforo, anodizado, fundición de aluminio, electrónica, industria química, medicina, alimentos y otras industrias.

Un intercambiador de calor de carcasa y tubos consta de una carcasa, un haz de tubos de transferencia de calor, una placa de tubos, un deflector (deflector) y una caja de tubos. La carcasa es mayoritariamente cilíndrica, con un haz de tubos instalado en el interior y ambos extremos del haz de tubos están fijados en la placa de tubos. Hay dos fluidos para el intercambio de calor, caliente y frío. Uno fluye dentro del tubo y se llama fluido del lado del tubo y el otro fluye fuera del tubo y se llama fluido del lado de la carcasa. Para mejorar el coeficiente de transferencia de calor del fluido fuera del tubo, generalmente se instalan varios deflectores en la carcasa. Los deflectores pueden aumentar la velocidad del fluido del lado de la carcasa, obligar al fluido a pasar a través del haz de tubos varias veces a una distancia específica y mejorar el grado de turbulencia del fluido. Los tubos de intercambio de calor se pueden disponer en un triángulo o cuadrado equilátero sobre la placa de tubos. La disposición del triángulo equilátero es compacta, el fluido fuera del tubo es turbulento y el coeficiente de transferencia de calor es grande; la disposición cuadrada facilita la limpieza fuera del tubo y es adecuada para fluidos propensos a incrustarse.

Cada vez que el fluido pasa a través del haz de tubos, se llama paso de tubo; cada vez que el fluido pasa a través de la coraza, se llama paso de coraza. La imagen muestra el intercambiador de calor de una sola carcasa y un solo tubo más simple, denominado intercambiador de calor 1-1. Para aumentar la velocidad del fluido en la tubería, se pueden instalar deflectores en las cajas de tuberías en ambos extremos para dividir todas las tuberías en varios grupos. De esta manera, el fluido solo pasa a través de una parte del tubo a la vez, por lo que viaja hacia adelante y hacia atrás en el haz de tubos varias veces, lo que se denomina paso de múltiples tubos. De manera similar, para aumentar el caudal fuera del tubo, también se pueden instalar deflectores longitudinales en la carcasa para forzar al fluido a pasar a través del espacio de la carcasa varias veces, lo que se denomina paso de múltiples carcasas. Se pueden utilizar varios tubos y varias carcasas juntos.

Tipo

Debido a las diferentes temperaturas del fluido dentro y fuera del tubo, el haz de carcasa y tubos del intercambiador de calor de carcasa y tubos tiene diferentes temperaturas. Si la diferencia de temperatura entre las dos temperaturas es grande, se generará una gran tensión térmica en el intercambiador de calor, lo que provocará que la placa del tubo se doble, se rompa o se caiga. Por lo tanto, cuando la diferencia de temperatura entre el haz de tubos y la carcasa supera los 50 °C, se deben tomar medidas de compensación adecuadas para eliminar o reducir el estrés térmico. Según las medidas de compensación adoptadas, los intercambiadores de calor de carcasa y tubos se pueden dividir en los siguientes tipos principales:

① Las placas de tubos y las carcasas en ambos extremos del haz de tubos de los intercambiadores de calor de placas de tubos fijos están integradas. La estructura es simple, pero sólo es adecuada para Dado que la diferencia de temperatura entre los fluidos fríos y calientes no es grande, no se requiere limpieza mecánica de las operaciones de intercambio de calor en el lado de la carcasa. Cuando la diferencia de temperatura es ligeramente mayor y la presión del lado de la carcasa no es demasiado alta, se puede instalar un anillo de compensación elástico en la carcasa para reducir el estrés térmico.

② La placa de tubos en un extremo del haz de tubos del intercambiador de calor de cabezal flotante puede flotar libremente, eliminando por completo la tensión térmica; todo el haz de tubos se puede extraer de la carcasa, lo que facilita la limpieza y el mantenimiento mecánicos. Los intercambiadores de calor de cabeza flotante se utilizan ampliamente, pero sus estructuras son complejas y sus costos elevados.

③?Intercambiador de calor de tubos en forma de U? Cada tubo de intercambio de calor está doblado en forma de U, y sus dos extremos están fijados respectivamente en las áreas superior e inferior de la misma placa de tubos, y están divididos en dos cámaras, la entrada y la salida, a través de tabiques en la caja de tubos. Este tipo de intercambiador de calor elimina completamente el estrés térmico y tiene una estructura más simple que el tipo de cabezal flotante, pero el lado del tubo no es fácil de limpiar.

④Intercambiador de calor de película caliente Vortex El intercambiador de calor de película caliente Vortex adopta la última tecnología de transferencia de calor de película caliente Vortex para mejorar el efecto de transferencia de calor al cambiar el estado de movimiento del fluido. Cuando el medio pasa a través de la superficie del tubo de vórtice, lava fuertemente la superficie del tubo, mejorando así la eficiencia de transferencia de calor. Hasta 10000W/m2℃. Al mismo tiempo, esta estructura logra las funciones de resistencia a la corrosión, resistencia a altas temperaturas, resistencia a altas presiones y antical. Los canales de fluido de otros tipos de intercambiadores de calor tienen la forma de flujo direccional fijo, formando un flujo alrededor de la superficie del tubo de intercambio de calor para reducir el coeficiente de transferencia de calor por convección.

Según datos del Centro de Promoción de Equipos de Intercambio de Calor, la característica más importante del intercambiador de calor de película caliente vórtice es la unificación de economía y seguridad. Debido a la consideración de la relación de flujo entre los tubos de intercambio de calor y entre los tubos de intercambio de calor y la carcasa, los deflectores no fuerzan la turbulencia, sino que se inducen naturalmente corrientes parásitas alternas entre los tubos de intercambio de calor para garantizar que el intercambio de calor Los tubos se mantienen La fuerza de aleteo adecuada sin rozarse entre sí. Los tubos de intercambio de calor tienen buena rigidez y flexibilidad y no chocan entre sí. Esto no sólo supera el problema del daño por colisión entre intercambiadores de calor de serpentín flotante, sino que también evita el problema de la fácil incrustación de los intercambiadores de calor de carcasa y tubos comunes.

Características de funcionamiento

1. Alta eficiencia y ahorro energético. El coeficiente de transferencia de calor de este intercambiador de calor es 6000-8000 W/m2.0c.

2. Todo acero inoxidable, larga vida útil, hasta más de 20 años.

3. Cambie el flujo laminar a flujo turbulento, mejore la eficiencia de la transferencia de calor y reduzca la resistencia térmica.

4. Rápida velocidad de intercambio de calor, resistencia a altas temperaturas (400 ℃) y resistencia a altas presiones (2,5 Mpa).

5. Estructura compacta, tamaño reducido, peso ligero, fácil instalación, ahorro de inversión en construcción civil.

6. Diseño flexible, especificaciones completas, gran practicidad y pertinencia, ahorrando dinero.

7. Tiene una amplia gama de condiciones aplicables y es adecuado para el intercambio de calor en grandes rangos de presión y temperatura y diversos medios.

8. Bajo costo de mantenimiento, operación simple, ciclo de limpieza largo y limpieza conveniente.

9. Utilizando tecnología de película nano-caliente para mejorar significativamente el coeficiente de transferencia de calor.

10. Tiene una amplia gama de campos de aplicación y puede ser ampliamente utilizado en energía térmica, fábricas y minas, industria petroquímica, calefacción central urbana, alimentos y medicinas, electrónica energética, maquinaria e industria ligera, entre otros. campos.