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Dies ist ein typischer Gehäuse- und Rohrwärmetauscher. Beachten Sie die zahlreichen inneren Rohre (innerhalb der Struktur), und die Schale, die sie beherbergt.
Alle Wärmetauscher basieren auf dem gleichen Prinzip, d.h. ein heißes Fluid, das über/um ein kühleres Fluid fließt, überträgt seine Wärme (und damit seine Energie) in Richtung des kalten Fluids.Denken Sie daran, dass Sie an einem kalten Tag zum ersten Mal ein Lenkrad greifen. Der Temperaturunterschied zwischen der Hand und dem Lenkrad ist zunächst riesig, und man spürt, wie kalt es ist.Wenn man sich jedoch am Lenkrad hält, wird ein Teil der Wärme in den Händen vom kalten Rad absorbiert, Und das Rad "heizt" auf.Dieses Beispiel ist eine intuitive Art, das Grundprinzip eines jeden Wärmetauschers zu verstehen: Nehmen Sie zwei Flüssigkeiten bei unterschiedlichen Temperaturen nebeneinander und lassen Sie sie durch eine Leitungsbarriere "austauschen".
Kurz gesagt, ist der Wärmeübertrager aus Schale und Rohr ein Gerät, das zwei Arbeitsflüssigkeiten in thermischen Kontakt stellt. Es verwendet ein Rohr in einer äußeren zylindrischen Schale befindet.Diese beiden vollständigen Kanäle sind in der Regel aus leitfähigen Metallen, die leicht zu leiten Wärme (Stahl, Aluminiumlegierung, etc.).Rohre transportieren Flüssigkeit aus dem Einlass zum Auslass ("Rohrseite "fließt), während Schalen einzelne Flüssigkeiten durch diese Rohre ("Schalenseite" fließt).die Anzahl der Rohre, genannt Bündel, bestimmt, wie viel Oberfläche in der Schalenseite ausgesetzt ist, und damit, wie viel Wärme übertragen wird.Diese Geräte sind eines der effizientesten Mittel des Wärmeaustauschs, weil sie einfach herzustellen, zu warten, kompakt, Und bieten gute Wärmeübertragung.Sie sind weit verbreitet in der Industrie, in Kondensatoren, Turbinenkühler, Verdampfer, Vorheizen Wasserversorgung verwendet, Usw.
Wie funktionieren Schalen- und Rohrwärmetauscher?
Das Bild oben zeigt eine typische Konfiguration von Gehäuse- und Rohrwärmetauschern mit leicht lesbaren Etiketten.wie bereits erwähnt, besteht der grundlegende Punkt des Gehäuse- und Rohrwärmetauschers darin, das heiße Fluid durch das kalte Fluid zu leiten, ohne sich mit ihm zu mischen, So wird nur Wärme übertragen.die Abbildung oben zeigt zwei Einlässe und zwei Auslässe, in denen jede Flüssigkeit an ihrem jeweiligen Einlass beginnt und durch den Auslass aus dem Gerät fließt.die Rohrseite fließt durch das Bündel (gehalten durch eine Metallplatte, die als Tubeplate oder Tubeplate bezeichnet wird). Und aus dem Rohrauslass heraus.ähnlich beginnt der Mantelseitenstrom am Einlass der Schale, geht durch diese Rohre, Und fließt dann am Auslauf der Schale.Sammeln Rohre auf beiden Seiten des Bündels erstellen Speicher für den seitlichen Fluss des Rohres und kann in mehrere Abschnitte je nach dem spezifischen Typ des Wärmetauschers unterteilt werden.
Die Wärmetauscher für Schalen und Rohre können ein- oder zweiphasig sein.der einphasige Wärmetauscher hält die Phase des Fluids während des gesamten Prozesses konstant (wie eindringendes Wasser und Austritt von flüssigem Wasser), während der zweiphasige Wärmetauscher Phasenänderungen während des Wärmeübertragungsprozesses verursacht (Z. B. eindringender Dampf und Austritt von flüssigem Wasser).Sie können auch ein- oder Mehrfachdurchlauf sein und beschreiben einfach die Anzahl der Durchläufe des Rohrs/Mantels durch das Gerät.Abbildung 1 zeigt eine multipass-Konfiguration, bei der der Manteldurchfluss mehrmals durch das Kühlmittelrohr fließt, bevor er durch den Auslass fließt.If Die Schallwand ist in Abbildung 1 nicht dargestellt. Der Wärmetauscher wird als Einwegvorrichtung betrachtet, da der Fluss auf der Rohrseite und der Fluss auf der Mantelseite nur einmal durchfließen.
Diese Wärmetauscher werden in Chemieanlagen, Generatoren, Kühlschränken und anderen Industrien weit verbreitet eingesetzt.Modulare Wärmetauscher können gekauft werden und werden in den meisten kleinen Situationen betrieben, aber größere Wärmetauscher erfordern zusätzliche Beinarbeit.Sie werden auf der Grundlage der Prozesse gebaut, an denen sie beteiligt sind;Daher sind Es ist notwendig, die Prozessgestaltung durchzuführen, um die spezifischen Designparameter mit den TEMA-Standardteilen zu kombinieren.auf diese Weise können Käufer ihren Wärmetauscher bestellen und wissen, dass er in ihrer Anwendung einwandfrei funktioniert.
Parameter, die wir für die Prozessgestaltung benötigen:
Zusammensetzung und Durchflussraten der Flüssigkeiten
Die gewünschte Temperaturänderung
Die benötigten Eigenschaften (Dichte, Viskosität, Wärmeleitfähigkeit)
Die gewünschte Betriebstemperatur und der gewünschte Druck
Diese Liste ist alles andere als vollständig, aber die Definition dieser Parameter bringt Sie dem Bau des richtigen Wärmetauschers einen Schritt näher. Es ist am besten, die erforderlichen mechanischen und thermischen Anforderungen zu verstehen, bevor Sie zu einem Anbieter gehen. Nutzen Sie daher diese Fragen, um die Anforderungen für Ihre Wärmetauscheranwendung zu ermitteln.
Wichtige internationale Standards, die bei der Konstruktion und Herstellung von Wärmetauschern für Schalen und Rohre zu beachten sind:
ASME Abschnitt VIII Div,1
TEMA
API 660
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