مقالات

مبدل حرارتی پوسته و لوله

مبدل حرارتی پوسته لوله (shell and tube) که با نامهای مبدل حرارتی لوله ای و مبدل آب گرم موتورخانه نیز شناخته می شود یکی از متداول ترین و کاربردی ترین روش های گرم و سرد کردن غیر مستقیم سیالات مختلف می باشد که بیشتر در محیط های صنعتی و پالایشگاه ها و مکان هایی با سیستم های حرارت مرکزی مورد استفاده قرار میگیرد.

برای مشاوره رایگان، برآورد قیمت و ثبت سفارش با شماره های زیر تماس بگیرید.

با توجه به کاربرد زیاد  مبدل حرارتی در صنایع مختلف،  در ادامه هر آنچه که باید برای خرید این گروه از تجهیزات بدانید  مانند قیمت مبدل حرارتی، استانداردهای مبدل حرارتی و اصول مهم در تولید مبدل حرارتی پوسته و لوله به شما معرفی خواهد نمود.

مبدل حرارتی پوسته لوله چیست؟

مبدل حرارتی پوسته لوله (shell and tube) شامل پوسته (shell) استوانه ای شکل و لوله های عبور سیال (tube) می باشد که به منظور افزایش یا کاهش دمای سیال موجود در لوله ها در صنایع مختلف از قبیل مورد استفاده قرار میگیرد(پالایشگاه ها، نیروگاه ها و صنایع شیمیایی) . مبدل های حرارتی انواع مختلفی دارد  که هدف همگی وظیفه انتقال حرارت بین سیالات است که در برخی مدل ها انتقال حرارت مستقیم و در برخی مانند مبدل پوسته و لوله به صورت غیرمستقیم انجام میشود.

چگونگی کارکرد مبدل حرارتی

همان طور که گفته شد، انتقال حرارت و دما در مبدل پوسته و لوله به صورت غیرمستقیم است و گذر سیالات از پوسته و لوله ها باعث تغییر دما در آنها می گردد.

در تولید این گروه از مبدل های حرارتی یک پوسته یا مخزن استوانه ای قرار می گیرد  که  داخل آن لوله هایی موازی با مدار پوسته قرار دارد.

سیالی که نقش افزایش یا کاهش دما را دارد، از شیر ورودی مخصوص وارد پوسته می شود و با تماس غیرمستقیم سیال وارد شده در لوله های داخل مجموعه باعث انتقال حرارت می گردد.

در آخر سیال با دمای مورد نظر از شیرهای خروجی خارج شده و برای مصارف مختلف مورد استفاده قرار می گیرد.

جهت عبور سیال موجود در پوسته و لوله ها ممکن است همسو، ناهمسو و یا متقاطع باشد و اختلاف دمای موجود در سیالات پوسته و لوله ها دلیل اصلی تغییر دما بوده که با هزینه کم سیال را برای محیط های مختلف آماده می کند.

اجزا مبدل حرارتی

در ساخت و تولید مبدل حرارتی پوسته و لوله، چند بخش مهم در نظر گرفته میشود که باعث انجام درست فرآیند تغییر دما میشود. اصلی ترین اجزا مبدل حرارتی عبارتند از:

هدر جلویی (front head): ورودی سیال مایع یا گاز به لوله های مبدل

تیوب باندل (tube): مجموعه از قطعات برای عبور سیال مایع یا گاز از لوله ها

هدر پشتی (Rear head): خروجی سیال از مبدل

پوسته (shell): مخزن و پوسته مقاوم در برابر خوردگی و فشار برای عبور سیال انتقال دما

لیست بالا تقسیم بندی کلی ساختار داخلی مبدل حرارتی پوسته و لوله می باشد و قطعات اصلی آن عبارتند از:

• پوسته یا shell
• لوله یا تیوب
• بافل
• فونداسیون
• نازل
• صفحه لوله
• مجرا و درپوش مجرا

پوسته یا shell

پوسته یا shell از مهم ترین اجزای مبدل حرارتی می باشد که از جنس کربن استیل، برنج و استنلس استیل ساخته میشود که در برابر فشارو خوردگی مقاومت بیشتری دارند.در داخل پوسته از صفحاتی به نام بافل استفاده می شود که باعث افزایش راندمان در انتقال حرارت در داخل آن می شود.در حقیقت بافل نوعی هدایت کننده جریان سیال است که در داخل پوسته قرار دارد. برای ورود و خروج سیال به پوسته، از شیرهایی در ابتدا و انتهای آن استفاده می گردد.

تیوب یا لوله های مبدل

سیال اصلی برای رسیدن به دمای مورد نظر وارد لوله هایی از جنس مس یا استیل می شود که در داخل پوسته قرار دارند.با توجه به نوع مبدل شکل و ساختار لوله ها طراحی می شود که در بیشتر موارد به صورت خمیده یا u شکل مورد استفاده قرار می گیرند.

از مهم ترین تفاوت هایی که در لوله های مبدل حرارتی پوسته و لوله وجود دارد، تعداد پیچ ها و تغییر مسیر سیال در آنها می باشد. به عنوان مثال، اگر هدف عبور سیال به صورت مستقیم از تیوب باشد، از لوله های مستقیم و بدون خمیدگی استفاده میشود.

در مقابل، اگر هدف افزایش تماس سیال داخل لوله با سیال پوسته باشد، پیچ و خم در آن بیشتر خواهد شد. بر اساس تعداد پیچ و خم لوله ها در داخل پوسته اصطلاحا 1 پاس، 2 پاس و غیره گفته میشود. یک پاس همان لوله های مستقیم بوده و با افزایش تعداد پاس ها تعداد پیچ و خم ها در لوله بیشتر خواهد شد.