نام محصولمبدل های حرارتی
نام لاتین محصولShell & Tube Heat Exchanger
شرح
:

مبدل هاي حرارتي از تجهيزات بسيار مهم تاسيسات نفت و گاز و ساير صنابع بشمار مي روند . از كاربردهاي خاص مبدل ها بازيافت افت حرارتي در فرآيند شيميايي مي باشد كه از طريق حرارت بين سيالها ي داخل لوله و پوسته جهت افزايش يا كاهش دماي سيالها در محيط هاي عادي يا خورنده انجام مي پذيرد
لازم به ذكر است در محيط ها و شرايط خورنده شديد ، امكان پوشش فلزي ضد خوردگي (Cladding) بنا به سفارش مشتريان وجود دارد.

هنگامی که سطح انتقال حرارت لازم برای مبدل های دو لوله ای زیاد شود ، 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:

  - در حجم کم ایجاد سطح بزرگی برای انتقال حرارت می کنند.
- طراحی مکانیکی خوبی دارند.  روش ساخت تثبیت شده خوبی دارند.
- قابلیت استفاده برای دامنه وسیعی از مواد را دارند
- به راحتی تجهیز و تعمیر می شوند
- روش طراحی خوب و تثبیت شده ای دارند

قسمتهای اصلی این مبدل ها عبارتند از:

- لوله ها (Tubes)

- پوسته (Shell) 

- بافل ها (Baffles)

- هد جلویی (Front Head)

- هد پشتی (Rear Head)

- صفحات تیوب ها (Tube Sheets)

- نازل ها (Nozzels)

 
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 معمولاً سعی می شود از حداقل پوسته استفاده شود.

لوله ها: لوله عنصر اصلی مبدل های پوسته و لوله هستند که در واقع سطح انتقال حرارت لازم را برای سیالاتی که در داخل و خارج آن جریان دارند را فراهم می سازند. لوله ها معمولا از فلزات مختلف به روش اکستروژن و بدون درز ساخته می شوند. جنس آنها معمولاً ا ز فولاد کم کربن، فولاد زنگ نزن، مس و ...می باشد. لوله ها ممکن است به صورت مربعی90 درجه یا در وضعیت چرخانده کنار هم قرار گیرند . در این حالت تمیز کردن خارج لوله ها راحت تر است. طرح مثلثی روش دیگری است که به علت زیاد بودن آشفتگی سیال، ضریب انتقال حرارت و افت فشار طرف پوسته را افزایش می دهد؛ و نیز مقدار بیشتری از لوله را می توان در قطر مشخصی از پوسته قرار داد. قطر لوله ها بین 16mm  تا 50 mm می باشد. ولی معمولاً از 16mm  تا 25mm استفاده می شود

طول لوله ها نیز از 1.8 متر تا 7.3 متر انتخاب می شود. ضخامت لوله ها نیز با توجه به قطر آنها از 1.2mm تا 3.2 mm انتخاب می شود. 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 اتصالات و زانویی ها می شود

بافل ها: بافل ها معمولاً در قسمت 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 و معمولاً به صورت های Segmental baffle, Disk-and-doughnut baffle, Orifice baffle می باشند

بافل ها دو مشخصه اصلی دارند: برش بافل (Baffle Cut)، فاصله بافل ها ( Baffle Spacing Lb)

فاصله بافل ها فاصله دو بافل متوالی می باشد که معمولاً بین 20% تا 100% قطر پوسته انتخاب می شود و مقدار بهینه آن بین 30% تا 50% قطر پوسته می باشد. هرچقدر Lb کمتر باشد سرعت و افت فشار در پوسته بیشتر می شود. برش بافل ارتفاع بریده شده از بافل نسبت به قطر می باشد که معمولاً به صورت درصد بیان می شود و معمولاً 25 % می باشد. هرچقدر Baffle Cut کمتر یا طول بریده شده کمتر شود سرعت و ضریب انتقال حرارت و افت فشار بیشتر می شود. بافل ها را می توان به دو دسته بافل های طولی Longitudinal Baffles و بافل های متقاطع یا مورب Transvers Baffles  نیز تقسیم بندی کرد که معمولاً به صورت زاویه دار با لوله ها قرار می گیرند و باعث ایجاد جریان ناآرام در اطراف پوسته می شوند. بافل های طولی برای کنترل مسیر جریان داخل پوسته استفاده می شوند

صفحه تیوب: یکی از اجزای مهم مبدل ها که اصلی ترین سد بین تیوب ها و پوسته است و طراحی مناسب آنها برای اطمینان از کارایی سیستم لازم است، صفحه تیوب ها هستند. نحوه اتصال آنها به تیوب ها و پوسته هم می تواند به صورت جوش داده شده و هم به وسیله پیچ باشد

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 بالاتری 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 بالا 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 معمولاً از یک تا هشت می باشد. در موردگذرهای پوسته نیز معمولا از یک یا دو گذر استفاده می شود .حالت های مختلف گذرهای پوسته در استاندارد بین المللی TEMA با علامتهای E,F,G,H,J,K,X شناخته می شوند

نازل ها : نازل ها برای انتقال سیال به بیرون و یا داخل مبدل استفاده می شوند.