Bộ trao đổi nhiệt vỏ và ống (Shell and tube heat exchanger) Nó lấy mặt tường của bó ống đóng kín trong vỏ làm bộ trao đổi nhiệt giữa các mặt truyền nhiệt. Bộ trao đổi nhiệt này có cấu trúc đơn giản hơn, có thể được sản xuất bằng các vật liệu cấu trúc khác nhau (chủ yếu là vật liệu kim loại), có thể được sử dụng ở nhiệt độ cao và áp suất cao, là loại ứng dụng rộng rãi hiện nay.

Cấu trúc

Bộ trao đổi nhiệt vỏ và ống bao gồm các bộ phận như vỏ, bó ống truyền nhiệt, tấm ống, tấm gấp (vách ngăn) và hộp ống. Vỏ chủ yếu là hình trụ, được trang bị bó ống, cả hai đầu của bó ống được cố định trên tấm ống. Hai loại chất lỏng nóng và lạnh để trao đổi nhiệt, một loại chảy trong ống, được gọi là chất lỏng đường ống; Một loại khác chảy bên ngoài ống, được gọi là chất lỏng shell, thường có một số vách ngăn được lắp đặt trong vỏ để tăng hệ số phân chia truyền nhiệt của chất lỏng bên ngoài ống. Vách ngăn có thể làm tăng tốc độ chất lỏng trong phạm vi vỏ và buộc chất lỏng đi ngang qua bó nhiều lần theo lộ trình quy định, làm tăng mức độ nhiễu loạn của chất lỏng. Ống trao đổi nhiệt có thể được sắp xếp theo hình tam giác bằng nhau hoặc hình vuông trên tấm ống. Sự sắp xếp của tam giác đều là nhỏ gọn hơn, mức độ nhiễu động cao của chất lỏng bên ngoài ống và hệ số phân chia truyền nhiệt lớn; Sắp xếp hình vuông thì rửa sạch bên ngoài ống thuận tiện, thích hợp cho chất lỏng dễ kết cấu.

FPR Floating Coil Thể tích trao đổi nhiệt

FPR Floating Coil Thể tích trao đổi nhiệt

Mỗi lần chất lỏng đi qua bó được gọi là một quá trình ống; Mỗi đoạn đi qua vỏ được gọi là một đoạn vỏ. Bộ trao đổi nhiệt một ống đơn vỏ được minh họa, được gọi ngắn là bộ trao đổi nhiệt loại 1-1. Để tăng tốc độ chất lỏng trong ống, vách ngăn có thể được đặt trong hộp ống ở cả hai đầu, chia ống thành một số nhóm. Bằng cách này, chất lỏng chỉ đi qua một phần của ống mỗi lần, vì vậy nó đi qua đi lại nhiều lần trong bó ống, được gọi là quá trình đa ống. Tương tự, để tăng tốc độ dòng chảy bên ngoài ống, vách ngăn dọc cũng có thể được lắp đặt trong vỏ, buộc chất lỏng qua không gian vỏ nhiều lần, được gọi là quá trình đa vỏ. Đa phương trình và đa phương trình có thể phối hợp ứng dụng.

Loại

Bộ trao đổi nhiệt vỏ ống Do nhiệt độ của chất lỏng bên trong và bên ngoài ống khác nhau, nhiệt độ của vỏ trao đổi và bó ống cũng khác nhau. Nếu hai nhiệt độ khác nhau rất nhiều, rất nhiều ứng suất nhiệt sẽ được tạo ra bên trong bộ trao đổi nhiệt, dẫn đến ống uốn, vỡ hoặc kéo ra khỏi tấm ống. Do đó, khi nhiệt độ của bó ống và vỏ chênh lệch hơn 50 ° C, các biện pháp bù thích hợp cần được thực hiện để giảm ứng suất nhiệt. Theo các biện pháp bồi thường, bộ trao đổi nhiệt vỏ và ống có thể được chia thành một số loại chính sau:

① Tấm ống ở cả hai đầu của bó ống trao đổi nhiệt dạng tấm cố định được kết hợp với vỏ. Cấu trúc đơn giản, nhưng chỉ áp dụng cho sự khác biệt nhỏ về nhiệt độ chất lỏng nóng và lạnh, và quá trình vỏ không cần hoạt động trao đổi nhiệt khi làm sạch cơ học. Khi chênh lệch nhiệt độ lớn hơn một chút và áp suất vỏ không quá cao, một vòng bù đàn hồi có thể được lắp đặt trên vỏ để giảm căng thẳng nhiệt.

② Tấm ống ở một đầu của bó ống trao đổi nhiệt kiểu nổi có thể nổi tự do, giảm ứng suất nhiệt; Và toàn bộ bó ống có thể được rút ra từ vỏ để dễ dàng làm sạch và sửa chữa máy móc. Bộ trao đổi nhiệt kiểu nổi được sử dụng rộng rãi hơn, nhưng cấu trúc phức tạp hơn và chi phí chế tạo cao hơn.

③ Mỗi ống trao đổi nhiệt dạng ống U được uốn cong thành hình chữ U, hai đầu được cố định ở hai khu trên và dưới của cùng một tấm ống, với sự trợ giúp của các vách ngăn trong hộp ống được chia thành hai phòng nhập khẩu và xuất khẩu. Bộ trao đổi nhiệt này làm giảm căng thẳng nhiệt, cấu trúc đơn giản hơn kiểu nổi, nhưng đường ống không dễ làm sạch.

④ Bộ trao đổi nhiệt màng nhiệt Vortex Bộ trao đổi nhiệt màng nhiệt Vortex sử dụng phương pháp truyền nhiệt màng nhiệt Vortex mới để tăng truyền nhiệt bằng cách thay đổi trạng thái chuyển động của chất lỏng. Khi môi trường đi qua bề mặt ống Vortex, rửa sạch bề mặt ống, do đó hiệu quả trao đổi nhiệt. Lên đến 10000W/m2 ℃. Đồng thời, cấu trúc này đạt được chức năng chống ăn mòn, chịu nhiệt độ, chịu áp lực và ít quy mô hơn. Các kênh chất lỏng của các loại bộ trao đổi nhiệt khác là hình thức dòng chảy định hướng cố định, hình thành một dòng chảy trên bề mặt của ống trao đổi nhiệt và hệ số trao đổi nhiệt đối lưu giảm.

Theo [Khuyến mãi thiết bị trao đổi nhiệt] thông tin cho thấy, đặc điểm của bộ trao đổi nhiệt màng xoáy là sự thống nhất kinh tế. Kể từ khi xem xét giữa các ống trao đổi nhiệt, mối quan hệ dòng chảy giữa ống trao đổi nhiệt và vỏ, không sử dụng phương pháp ngăn chặn mạnh mẽ của tấm gấp để ép ra dòng chảy hỗn loạn, nhưng dựa vào cảm ứng tự nhiên giữa các ống trao đổi nhiệt để hình thành dòng xoáy luân phiên, và trong tiền đề của các ống trao đổi nhiệt không cọ xát với nhau để duy trì độ rung nên có. Độ cứng và tính linh hoạt của ống trao đổi nhiệt được cấu hình tốt, sẽ không va chạm với nhau, vừa khắc phục các vấn đề do va chạm lẫn nhau giữa các bộ trao đổi nhiệt cuộn nổi gây ra, vừa giảm thiểu vấn đề dễ dàng quy mô của bộ trao đổi nhiệt vỏ ống thông thường.