مبدل حرارتی 100 فوت

مبدل پوسته و لوله(Exchanger Heat Tube & Shell)

هنگامی که سطح انتقال حرارت لازم برای مبدل های دو لوله ای زیاد شود )بیشتر از 05 m2باشد(، بهتر است از مبدل های پوسته و لوله استفاده شود. مبدل های پوسته و لوله به طور وسیعی در فرایند های انتقال حرارت برای کاربردهای مایع/مایع و همچنین در کندانسورها و مولدهای بخار استفاده می شوند . این مبدل ها برای انتقال حرارت مشخصی سطح کمتری به نسبت مبدل های لوله ای اشغال می کنند .

مزایای این گونه مبدل ها عبارتند از:

1-در حجم کم ایجاد سطح بزرگی برای انتقال حرارت می کنند.

2 -طراحی مکانیکی خوبی دارند.

3 -روش ساخت تثبیت شده خوبی دارند.

4 -قابلیت استفاده برای دامنه وسیعی از مواد را دارند.

5-به راحتی تجهیز می شوند.

6 -روش طراحی خوب و تثبیت شده ای دارند.

قسمتهای اصلی این مبدل ها عبارتند از:

پوسته: پوسته ها که در واقع در بر گیرنده لوله ها هستند از نظر اندازه، مواد سازنده و ضخامت محدوده وسیعی دارند. قیمت پوسته ها بیشتر از لوله ها می باشد. بنابراین معموالً از حداقل پوسته استفاده می شود .

لوله ها: (Tubes) لوله عنصر اصلی مبدل های پوسته و لوله هستند که در واقع سطح انتقال حرارت الزم را برای سیاالتی که در داخل و خارج آن جریان دارند را فراهم می سازند. لوله ها معموال از فلزات مختلف به روش اکستروژن و بدون درز ساخته می شوند. جنس آنها معموالً ا ز فوالد کم کربن، فوالد زنگ نزن، مس و ...می باشد. گرچه هدف، افزایش انتقال حرارت به وسیله افزایش سرعت سیال ها در داخل لوله ها می باشد ولی این سرعت باید در حد مجاز باشد چون هرچقدر سرعت بیشتر شود،افت فشار افزایش می یابد وهمچنین نوسانات بیشتر می شود و باعث ایجاد شکستگی در اتصاالت و زانویی ها می شود.

بافل ها: (Baffles( بافل ها معموالً در قسمت داخل پوسته مبدل استفاده می شوند برای اینکه لوله ها را در جای خود نگه دارند و جریان سیال داخل پوسته را به صورت چرخشی تبدیل کنند تا سرعت سیال و ضریب انتقال حرارت افزایش یابد بافل ها دو مشخصه اصلی دارند:

برش بافل(Cut Baffle )،(فاصله بافل ها( Lb Spacing Baffle)

فاصله بافل ها: (Lb Spacing Baffle) فاصله دو بافل متوالی می باشد که معموالً بین 25 %تا 155 %قطر پوسته انتخاب می شود و مقدار بهینه آن بین 35 %تا 05 %قطر پوسته می باشد. هرچقدر Lb کمتر باشد سرعت و افت فشار در پوسته بیشتر می شود.

برش بافل: Cut Baffle ارتفاع بریده شده از بافل به قطر می باشد که معموالً به صورت درصد بیان می شود و معموالً 20 % می باشد تعداد گذرهای پوسته و لوله : ساده ترین مدل جریان برای لوله ها به این صورت است که سیال از یک طرف وارد شود و از طرف دیگر خارج گردد. این مدل تک گذر لوله است. برای بهتر نمودن انتقال حرارت سرعت باالتری باید ایجاد نمود . این عمل به وسیله افزایش تعداد گذر لوله ها امکان پذیر است. از طرف دیگر با افزایش تعداد گذرهای لوله و افزایش سرعت سیال ، افت فشار زیاد می شود. در واقع انتقال حرارت باید در سرعت های باال ایجاد شود و این افت فشار سیستم را زیاد می کند. در نتیجه تعداد گذرها، با توجه به دو فاکتور سرعت و افت فشار مشخص می شود. تعداد گذرهای لوله معموالً از یک تا هشت می باشد. در موردگذرهای پوسته نیز معموال از یک یا دو گذر استفاده می شود