مبدلهای حرارتي پوسته و لوله (Shell and tube)
مبدلهای حرارتي پوسته اي و لوله اي ، از لوله هاي با مقطع دايره اي كه در پوسته هاي استونه اي بزرگ نصب شده اند، ساخته مي شوند به طوري كه محور لوله ها موازي با محور پوسته است. اين مبدلهای حرارتی به صورت وسيعي به عنوان خنك كن هاي روغن، چگالنده ها و پيش گرمكن ها در نيروگاهها، و به عنوان مولدهاي بخار در نيرو گاههاي هسته اي و در كاربردهاي صنايع گرمكن ها در نيروگاهها، و به عنوان مولدهاي بخار در نيروگاههاي هسته اي و در كاربردهاي صنايع فرايندي و شيميايي استفاده مي شوند. مبدل های پوسته و لوله به نوعی پرکاربردترین نوع مبدل حرارتی است که محدوده وسیعی از دما، فشار عملیاتی و سیالات را پوشش می دهد. نمای کلی یک مبدل حرارتی پوسته و لوله در شکل زیر آورده شده است.
مبدلهای حرارتي پوسته اي و لوله اي ، از لوله هاي با مقطع دايره اي كه در پوسته هاي استونه اي بزرگ نصب شده اند، ساخته مي شوند به طوري كه محور لوله ها موازي با محور پوسته است. اين مبدلهای حرارتی به صورت وسيعي به عنوان خنك كن هاي روغن، چگالنده ها و پيش گرمكن ها در نيروگاهها، و به عنوان مولدهاي بخار در نيرو گاههاي هسته اي و در كاربردهاي صنايع گرمكن ها در نيروگاهها، و به عنوان مولدهاي بخار در نيروگاههاي هسته اي و در كاربردهاي صنايع فرايندي و شيميايي استفاده مي شوند. مبدل های پوسته و لوله به نوعی پرکاربردترین نوع مبدل حرارتی است که محدوده وسیعی از دما، فشار عملیاتی و سیالات را پوشش می دهد. نمای کلی یک مبدل حرارتی پوسته و لوله در شکل زیر آورده شده است.
اجزای اصلی یک مبدل حرارتی پوسته و لوله در شکل زیر نشان داده شده است.
یک مبدل حرارتی پوسته و لوله از سه بخش اصلی (هد جلویی، پوسته و هد عقبی) تشکیل شده است. انواع این بخش ها طبق استاندارد TEMA در شکل زیر نشان داده شده است.
همچنین سایر اجزای مهم آن عبارت است از لوله ها، بافل ها، دسته لوله، وصفحه لوله.
به طور خلاصه:
محدوديت دمايي: تا 1100
محدوديت فشاري: تا MPa200
موارد كاربرد: تقريبا تمام صنايع.
مبدل های حرارتی پوسته و لوله دارای جزییات بیشتری است که به دلیل اختصار کلام از آن ها صرفنظر شده و مطالعه بیشتر در مورد آن ها به مستمعین عزیز واگذار می گردد.
محدوديت دمايي: تا 1100
محدوديت فشاري: تا MPa200
موارد كاربرد: تقريبا تمام صنايع.
مبدل های حرارتی پوسته و لوله دارای جزییات بیشتری است که به دلیل اختصار کلام از آن ها صرفنظر شده و مطالعه بیشتر در مورد آن ها به مستمعین عزیز واگذار می گردد.
مبدلهاي حرارتي قاب وصفحه
نماي كلي اين نوع مبدلهاي حرارتي در دو شكل زیر نشان داده شده است.
نماي كلي اين نوع مبدلهاي حرارتي در دو شكل زیر نشان داده شده است.
براي متصل كردن صفحات مجاور به يكديگر و جلوگيري از نشت سيالات از واشر استفاده ميگردد. جنس متداول براي صفحات فولاد ضدزنگ ميباشد. گرچه از تيتانيوم نيز در برخي موارد استفاده ميشود.
تكنولوژيهاي ساخت خاص: پرسهاي مخصوص، واشرهاي مخصوص
جنس صفحات: فولاد A316,A304 ، تيتانيوم، Hastelloy, Incoloy و در برخي موارد خاص مواد كامپوزيتي
محدوديت دمايي: 200 تا 35-
محدوديت فشاري: تا 25 بار
ساير محدوديتها: سطح حرارتي 02/0 تا 45/4 مترمربع به ازاي دو صفحه تا دبي 3500 مصطلح است. تا يك درجه سانتيگراد نيز قابل دسترسي است.
جنس صفحات: فولاد A316,A304 ، تيتانيوم، Hastelloy, Incoloy و در برخي موارد خاص مواد كامپوزيتي
محدوديت دمايي: 200 تا 35-
محدوديت فشاري: تا 25 بار
ساير محدوديتها: سطح حرارتي 02/0 تا 45/4 مترمربع به ازاي دو صفحه تا دبي 3500 مصطلح است. تا يك درجه سانتيگراد نيز قابل دسترسي است.
كاربردها: مايع-مايع، كندانسورها و اواپراتورها شامل صنايع غذايي، سرمايش ايزوپارافين، اسيدسولفوريك، محلولهاي نمكي، واحدهاي هگزان و كروزن. گرمايش گليسيرين و كندانس اتانول و غيره.
مبدلهاي حرارتي صفحهاي با جوش جزيي Partially Welded PHE
در اين نوع از مبدلهاي صفحهاي مطابق شكل هم از آببندي واشر و هم از آببندي جوش استفاده ميگردد. تكنولوژي ساخت اين نوع مبدلهاي حرارتي مانند مبدلهاي صفحهاي قبلي ميباشد با اين تفاوت كه از جوشكاري بخصوص جوشكاري ليزري در آن استفاده ميشود. از واشرهاي الاستومري و غيرالاستومري با مقاومت بسيار بالا و به روش نصب بدون چسب استفاده ميشود. (شکل زیر)
در اين نوع از مبدلهاي صفحهاي مطابق شكل هم از آببندي واشر و هم از آببندي جوش استفاده ميگردد. تكنولوژي ساخت اين نوع مبدلهاي حرارتي مانند مبدلهاي صفحهاي قبلي ميباشد با اين تفاوت كه از جوشكاري بخصوص جوشكاري ليزري در آن استفاده ميشود. از واشرهاي الاستومري و غيرالاستومري با مقاومت بسيار بالا و به روش نصب بدون چسب استفاده ميشود. (شکل زیر)
تكنولوژيهاي خاص: جوشكاري ليزري، نصب بدون چسب واشرها
موارد كاربرد: مانند مبدل دماي صفحهاي اب اين تفاوت كه به منظور كندانس و تبخير بردها مانند آمونياكها و HCFC ها و نيز به منظور استفاده در محيطهاي مهاجم استفاده ميشود.
محدوديتها: مانند مبدلهاي صفحهاي
موارد كاربرد: مانند مبدل دماي صفحهاي اب اين تفاوت كه به منظور كندانس و تبخير بردها مانند آمونياكها و HCFC ها و نيز به منظور استفاده در محيطهاي مهاجم استفاده ميشود.
محدوديتها: مانند مبدلهاي صفحهاي
مبدلهاي حرارتي صفحهاي Brazed
اين نوع مبدلهاي حرارتي از تعدادي صفحه كه به صورت Brazed به يكديگر متصل ميشوند تشكيل شده است. در اين نوع مبدلهاي حرارتي ميتوان قاب را نيز حذف نمود. صفحات كنگرهاي اين نوع مبدلهاي حرارتي عيب اغتشاش شديد جريان ميگردد.
اين نوع مبدلهاي حرارتي از تعدادي صفحه كه به صورت Brazed به يكديگر متصل ميشوند تشكيل شده است. در اين نوع مبدلهاي حرارتي ميتوان قاب را نيز حذف نمود. صفحات كنگرهاي اين نوع مبدلهاي حرارتي عيب اغتشاش شديد جريان ميگردد.