Rodzaje płaszczowo rurowych wymienników ciepła

Rodzaje płaszczowo rurowych wymienników ciepła

Prosty w budowie i niezawodny w eksploatacji, wymiennik ciepła może być wykonany z różnych materiałów konstrukcyjnych (głównie materiałów metalowych) i może być stosowany w wysokiej temperaturze i ciśnieniu. Jedną z dużych zalet stosowania płaszczowo-rurowych wymienników ciepła jest, często, łatwość w obsłudze, szczególnie w przypadku modeli, w których dostępny jest pływający pakiet rur (w którym płyty rur nie są przyspawane do zewnętrznej powłoki).

Budowa wymiennika płaszczowo rurowego

wymiennik płaszczowo rurowyNajbardziej rozpowszechniony obecnie typ wymiennika ciepła, wymiennik płaszczowo rurowy, składa się z płaszcza, wiązki rur przenoszących ciepło, płyty rurowej, przegrody i skrzynki rur. Płaszcz jest przeważnie cylindryczny, z wiązkami rurek w środku, a oba końce wiązek rurek są przymocowane do płyty rurek. W celu poprawy współczynnika wymiany ciepła płynu na zewnątrz rury, zwykle instalowanych jest kilka przegród w płaszczu. Przegroda może zwiększyć prędkość przepływu płynu po stronie płaszcza, zmusić płyn do kilkakrotnego przecięcia wiązki rurek zgodnie z zalecaną odległością i zwiększyć prędkość przepływu po stronie płaszcza. Rury wymiennika ciepła mogą być ułożone w trójkąt równoboczny lub kwadrat na arkuszu rurki. Układ w trójkącie równobocznym jest zwarty, stopień turbulencji cieczy na zewnątrz rurki jest wysoki, a współczynnik przenikania ciepła jest duży. Kwadratowy układ jest wygodny do czyszczenia na zewnątrz rury i nadaje się do płynów podatnych na skalowanie. Każdorazowe przejście cieczy przez wiązkę rurek nazywane jest przepustem rurkowym, a każde przejście przez powłokę nazywane jest przepustem muszlowym. W celu zwiększenia prędkości przepływu cieczy w rurze, separatory mogą być instalowane w skrzynkach na obu końcach, a wszystkie rury mogą być podzielone na kilka grup. W ten sposób ciecz przechodzi jednocześnie tylko przez część rury, a tym samym wielokrotnie wraca do niej w wiązce rur, która nazywana jest wielorurową. Podobnie, w celu zwiększenia prędkości przepływu na zewnątrz rurki, przegroda wzdłużna również może zostać zainstalowana w powłoce, zmuszając płyn do wielokrotnego przepuszczania go przez przestrzeń powłoki, co nazywane jest „multi-shell path”.

Rury wielowarstwowe i multi-shell mogą być stosowane w połączeniu. Ponieważ temperatura płynu wewnątrz i na zewnątrz rury jest inna, temperatura płaszcza i wiązki rur wymiennika ciepła jest również inna. Dlatego, gdy różnica temperatur pomiędzy wiązką rurek a płaszczem przekroczy 50 C, należy podjąć odpowiednie działania kompensacyjne w celu wyeliminowania lub zmniejszenia naprężeń termicznych.