Intercambiador de calor de carcasa y tubos

El intercambiador de calor tubular (también conocido como de carcasa y tubos) es el intercambiador de calor de pared más típico, que tiene una larga historia en aplicaciones industriales y aún ocupa una posición dominante en todos los intercambiadores de calor. El intercambiador de calor tubular se compone principalmente de carcasa, haz de tubos, placa de tubos y sello. La carcasa es mayoritariamente circular y en su interior se instala un haz de tubos paralelos, y ambos extremos del haz de tubos están fijados a la placa de tubos.

Dos tipos de fluidos para la transferencia de calor en el intercambiador de calor de tubos, uno que fluye en el tubo, su carrera se llama tubo; Uno fluye fuera del tubo y su recorrido se llama camino de la cáscara. La pared del haz de tubos es la superficie de transferencia de calor. Para mejorar el coeficiente de transferencia de calor del fluido fuera del tubo, generalmente se instala una cierta cantidad de placas deflectoras transversales en la carcasa. Los deflectores no sólo pueden evitar el cortocircuito del fluido, aumentar la velocidad del fluido, sino también obligar al fluido a fluir a través del haz de tubos varias veces según la trayectoria especificada, de modo que el grado de turbulencia aumenta considerablemente. Los deflectores comúnmente utilizados tienen dos tipos de forma redonda y forma de disco; el primero se usa más ampliamente. Cada vez que el líquido pasa a través del haz de tubos en el tubo se llama paso del tubo, y cada vez que pasa a través de la cubierta se llama paso de la cubierta. Para aumentar la velocidad del fluido en la tubería, se pueden disponer particiones apropiadas en ambos extremos del cabezal para separar uniformemente todas las tuberías en varios grupos. De esta forma, el fluido solo puede atravesar una parte de la tubería y regresar al haz de tubos varias veces a la vez, lo que se denomina multitubo. De manera similar, para aumentar el caudal fuera del tubo, se puede instalar un deflector longitudinal en la carcasa para hacer que el fluido pase a través del espacio de la carcasa varias veces, lo que se denomina múltiples pasos de la carcasa. En el intercambiador de calor de tubos, la temperatura del haz de carcasa y tubos también es diferente debido a la diferente temperatura del fluido dentro y fuera del tubo.

El intercambiador de calor de placa de tubo fijo consiste en soldar los dos extremos de la placa de tubo directamente con la carcasa. Se compone principalmente de carcasa, placa de tubos, haz de tubos, sello y otros componentes principales. El haz de tubos está dispuesto en la carcasa y el haz de tubos se fija en la placa de tubos mediante soldadura, expansión o soldadura de expansión en ambos extremos, y la circunferencia exterior de la placa de tubos y la brida de la cabeza se sujetan mediante pernos. El intercambiador de calor de placa de tubos fijos tiene las ventajas de una estructura simple, bajo costo, fácil fabricación y limpieza y mantenimiento convenientes de los tubos, pero la limpieza de la carcasa es difícil y la tensión por diferencia de temperatura existe después de que se fabrica el haz de tubos. Cuando hay una gran diferencia de temperatura entre el tubo de intercambio de calor y la carcasa, la carcasa también debe contar con una junta de expansión.

Un extremo de la placa de tubos del intercambiador de calor de cabezal flotante se fija entre la carcasa y la caja de tubos, y el otro extremo de la placa de tubos puede moverse libremente en la carcasa, es decir, la expansión térmica de la carcasa y el haz puede ser gratis. Por lo tanto, no hay tensión por diferencia de temperatura entre el haz de tubos y la carcasa. Generalmente, el cabezal flotante se puede desmontar y el haz de tubos se puede extraer y cargar libremente. Esta estructura del intercambiador de calor de cabezal flotante se puede utilizar en condiciones en las que existe una gran diferencia de temperatura entre el haz y la carcasa. La limpieza y el mantenimiento del haz de tubos y la carcasa son más convenientes, pero su estructura es relativamente compleja y los requisitos de sellado también son relativamente altos.

El intercambiador de calor de tubos en forma de U es un tubo de intercambio de calor en forma de U y ambos extremos están fijados en la misma placa de tubos. Debido a que la carcasa y el tubo de intercambio de calor están separados, el haz de tubos de intercambio de calor se puede expandir y expandir libremente, y no habrá estrés por diferencia de temperatura debido a la diferencia de temperatura del medio. El intercambiador de calor de tubos en U tiene solo una placa de tubos, no tiene cabezal flotante y la estructura es relativamente simple. El haz de tubos se puede extraer y cargar libremente, es fácil de limpiar, con las ventajas del intercambiador de calor de cabezal flotante, pero debido a que el tubo de intercambio de calor está hecho en forma de U con diferente radio, el tubo de intercambio de calor más externo se puede reemplazar después daños y otros tubos sólo pueden bloquearse. Al mismo tiempo, en comparación con el intercambiador de calor de placas y tubos fijos, debido a que el tubo de intercambio de calor está limitado por el radio de curvatura, hay un espacio en la parte central del haz de tubos y el fluido es fácil de cortocircuitar. lo que afecta el efecto de transferencia de calor.