المبادلات الحرارية الأنبوبية والأنبوبية

وصف المنتج

تُستخدم المبادلات الحرارية الأنبوبية على نطاق واسع في إنتاج المواد الكيميائية والكحول. تتكون بشكل أساسي من غلاف، وصفائح أنابيب، وأنبوب تبادل حراري، ورأس، وحاجز، وما إلى ذلك. يمكن تصنيع المواد المطلوبة من الفولاذ الكربوني العادي، أو النحاس، أو الفولاذ المقاوم للصدأ. أثناء التبادل الحراري، يدخل السائل من أنبوب توصيل الرأس، ويتدفق داخل الأنبوب، ثم يخرج من أنبوب المخرج في الطرف الآخر من الرأس، والذي يُسمى جانب الأنبوب؛ ويدخل سائل آخر من وصلة الغلاف، ويتدفق من الطرف الآخر. تتدفق فوهة واحدة للخارج، وهو ما يُسمى مبادل حراري أنبوبي من جانب الغلاف.

يتميز هيكل المبادل الحراري الأنبوبي والقشري بالبساطة والصغر والتكلفة المنخفضة، إلا أنه لا يمكن إجراء التنظيف الميكانيكي خارج الأنبوب. تتصل حزمة أنابيب المبادل الحراري بصفائح الأنابيب، وتُلحم صفائح الأنابيب بطرفي الغلاف، ويتصل الغطاء العلوي بالغطاء العلوي، ويُزود الغطاء العلوي والغلاف بأنبوبي دخول وخروج للسائل. عادةً ما تُركّب سلسلة من الحواجز العمودية على حزمة الأنابيب خارج أنابيب المبادل الحراري الأنبوبي والقشري. في الوقت نفسه، يكون الاتصال بين الأنبوب والصفائح والغلاف صلبًا، ويوجد سائلان بدرجات حرارة مختلفة داخل الأنبوب وخارجه. لذلك، عندما يكون فرق درجة الحرارة بين جدار الأنبوب والغلاف كبيرًا، بسبب اختلاف التمدد الحراري بينهما، سينشأ إجهاد كبير ناتج عن فرق درجة الحرارة، مما قد يؤدي إلى التواء الأنابيب أو انفصالها عن صفيحة أنابيب المبادل الحراري الأنبوبي والقشري، وقد يؤدي إلى تلف المبادل الحراري.

للتغلب على إجهاد فرق درجة الحرارة، يجب أن يكون المبادل الحراري الأنبوبي مزودًا بجهاز تعويض فرق درجة الحرارة. عادةً، عندما يكون فرق درجة الحرارة بين جدار الأنبوب وجدار الغلاف أكبر من 50 درجة مئوية، يجب أن يكون المبادل الحراري الأنبوبي مزودًا بجهاز تعويض فرق درجة الحرارة لأسباب تتعلق بالسلامة. ومع ذلك، لا يمكن استخدام جهاز التعويض (وصلة التمدد) إلا عندما يكون فرق درجة الحرارة بين جدار الغلاف وجدار الأنبوب أقل من 60-70 درجة مئوية، وضغط السائل على جانب الغلاف غير مرتفع. عادةً، عندما يتجاوز ضغط جانب الغلاف 0.6 ميجا باسكال، يصعب التمدد والانكماش بسبب حلقة التعويض السميكة. في حال فقدان تأثير تعويض فرق درجة الحرارة، يجب مراعاة هياكل أخرى.

يعتمد الغشاء الساخن للتيار الدوامي للمبادل الحراري الأنبوبي بشكل أساسي على تقنية نقل الحرارة بالتيار الدوامي، مما يزيد من تأثير نقل الحرارة عن طريق تغيير حالة حركة السائل، حتى 10000 واط/م2 درجة مئوية. في الوقت نفسه، يحقق الهيكل خصائص مقاومة التآكل، ومقاومة درجات الحرارة العالية، ومقاومة الضغط العالي، ومقاومة الترسبات. أما قنوات السوائل في أنواع أخرى من المبادلات الحرارية، فتتخذ شكل تدفق اتجاهي، مما يشكل دورانًا على سطح أنابيب التبادل الحراري، مما يقلل من معامل نقل الحرارة بالحمل الحراري.