نحوه کار مبدل حرارتی پوسته و لوله

نحوه کار مبدل حرارتی پوسته و لوله

مبدل حرارتی پوسته و لوله (Shell and Tube Heat Exchanger) یکی از رایج‌ترین مبدل‌های حرارتی است که برای انتقال حرارت بین دو سیال با دماهای مختلف به کار می‌رود. این نوع مبدل در صنایع مختلفی از جمله پالایشگاه‌ها، نیروگاه‌ها، صنایع شیمیایی، برودتی و ... کاربرد دارد.

نحوه کار مبدل حرارتی پوسته و لوله -راز خنک کردن نیروگاه‌ها با مبدل‌های حرارتی پوسته و لوله

اجزای اصلی مبدل حرارتی پوسته و لوله:

  • پوسته (Shell): پوسته یک استوانه است که از جنس فولاد، چدن یا آلیاژهای مختلف ساخته می‌شود. سیال سرد یا گرم از طریق نازل‌ها به داخل پوسته وارد شده و در فضای بین لوله‌ها جریان می‌یابد.
  • لوله‌ها (Tubes): لوله‌ها از جنس مس، فولاد ضد زنگ، آلیاژهای مختلف و ... ساخته می‌شوند و سیال دیگر را درون خود حمل می‌کنند.
  • صفحات هدایت (Baffles): صفحات هدایت در داخل پوسته قرار دارند و مسیر جریان سیال سرد یا گرم را در بین لوله‌ها تنظیم می‌کنند. این صفحات باعث افزایش سطح تماس بین دو سیال و در نتیجه افزایش راندمان تبادل حرارت می‌شوند.
  • نازل‌ها (Nozzles): نازل‌ها محل ورود و خروج سیال به داخل و خارج از مبدل حرارتی هستند.
  • هدرها (Headers): هدرها محفظه‌هایی هستند که لوله‌ها را به یکدیگر متصل می‌کنند.

نحوه کار مبدل حرارتی پوسته و لوله -راز خنک کردن نیروگاه‌ها با مبدل‌های حرارتی پوسته و لوله

نحوه عملکرد مبدل حرارتی پوسته و لوله:

  1. ورود سیال: سیال گرم از طریق نازل ورودی به داخل پوسته وارد شده و در فضای بین لوله‌ها جریان می‌یابد. سیال سرد نیز از طریق نازل ورودی به داخل لوله‌ها وارد می‌شود.
  2. انتقال حرارت: گرمای سیال گرم از طریق دیواره لوله‌ها به سیال سرد منتقل می‌شود. جنس لوله‌ها، ضخامت آنها و سرعت جریان سیالات بر میزان انتقال حرارت تاثیر می‌گذارند.
  3. خروج سیال: سیال گرم بعد از انتقال حرارت، از طریق نازل خروجی از پوسته خارج می‌شود. سیال سرد نیز بعد از جذب گرما، از طریق نازل خروجی از لوله‌ها خارج می‌شود.

نحوه کار مبدل حرارتی پوسته و لوله -راز خنک کردن نیروگاه‌ها با مبدل‌های حرارتی پوسته و لوله

عوامل موثر بر راندمان :

  • جنس لوله‌ها: لوله‌های مسی به دلیل هدایت حرارتی بالا، راندمان مبدل را افزایش می‌دهند.
  • سرعت جریان سیالات: افزایش سرعت جریان سیالات، میزان انتقال حرارت و در نتیجه راندمان مبدل را افزایش می‌دهد.
  • سطح تماس بین دو سیال: افزایش سطح تماس بین دو سیال با استفاده از صفحات هدایت، راندمان مبدل را افزایش می‌دهد.
  • تمیزی پوسته و لوله‌ها: وجود رسوب و جرم در پوسته و لوله‌ها، راندمان مبدل را کاهش می‌دهد.

مزایا:

  • ساختار ساده و قابل اعتماد
  • مناسب برای طیف وسیعی از کاربردها
  • قابل تعمیر و نگهداری
  • مقرون به صرفه

معایب:

  • حجم و وزن زیاد
  • حساسیت به رسوب و جرم
  • محدودیت در فشار و دما

نحوه کار مبدل حرارتی پوسته و لوله -راز خنک کردن نیروگاه‌ها با مبدل‌های حرارتی پوسته و لوله

انواع :

مبدل‌های حرارتی پوسته و لوله بر حسب نوع جریان سیال در پوسته و لوله‌ها به انواع مختلفی تقسیم می‌شوند که عبارتند از:

  • جریان همسو (Parallel Flow): در این نوع مبدل، سیال گرم و سیال سرد در جهت یکسان در پوسته و لوله‌ها جریان می‌یابند.
  • جریان متقابل (Counter Flow): در این نوع مبدل، سیال گرم و سیال سرد در جهت مخالف یکدیگر در پوسته و لوله‌ها جریان می‌یابند.
  • جریان صلیبی (Cross Flow): در این نوع مبدل، سیال گرم به صورت عمود بر لوله‌ها در پوسته جریان می‌یابد.


73

توس سازه - دیگ بخار

مشهد - شهرک صنعتی توس -شرکت توس سازه
97

ماشین سازی مشهد بخار

مشهد - شهرک صنعتی-ماشین سازی مشهد بخار