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Der Rohrwärmetauscher, auch als röhrenförmiger oder säulenförmiger Wärmetauscher bekannt, ist der typischste Typ von teilbaren Wärmetauschern. Es hat eine lange Geschichte der industriellen Nutzung und hält immer noch eine dominierende Position unter allen Wärmetauschern. Diese Art von Wärmetauscher besteht hauptsächlich aus einer Schale, Rohrbündel, Rohrplatten und Endkappen, wobei die Schale in der Regel zylindrisch ist und parallele Rohrbündel enthält, die an beiden Enden an den Rohrblechen befestigt sind. In Shell-and-Tube-Wärmetauschern, zwei Flüssigkeiten erleichtern den Wärmeaustausch-eine fließt innerhalb der Rohre, als die Röhrenseite bekannt, und die andere außerhalb der Rohre, als die Shell-Seite bekannt. Die Wände der Rohrbündel dienen als Wärmeübertragungsflächen. Um den Wärmeübertragungskoeffizienten der Flüssigkeit außerhalb der Rohre zu erhöhen, sind in der Regel eine Reihe von Querleitblechen in der Schale installiert. Diese Leitbleche verhindern nicht nur Flüssigkeitskurzschlüsse und erhöhen die Strömungsgeschwindigkeit, sondern zwingen die Flüssigkeit auch, mehrfach im Kreuzstrom durch das Rohrbündel zu fließen, was die Turbulenz deutlich erhöht. Die am häufigsten verwendeten Baffles sind segmental und Disc-Typ, wobei die erstere wird weit verbreitet. Jeder Durchgang der Flüssigkeit durch die Rohre wird ein Rohrdurchgang genannt, und jeder Durchgang durch die Schale wird ein Schalendurchgang genannt. Um die Geschwindigkeit der Flüssigkeit in den Rohren zu erhöhen, können entsprechende Leitbleche in die Endkappen eingesetzt werden, die die Rohre in mehrere Gruppen aufteilen. Dadurch kann die Flüssigkeit nur einen Teil der Röhrchen durchlaufen und mehrmals reziprok- und reziprok- bzw. reziprok- bzw. Mehrfachdurchgänge durchlaufen. Um die Geschwindigkeit außerhalb der Rohre zu erhöhen, können Längsleitbleche in der Schale installiert werden, wodurch mehrere Schalendurchgänge möglich sind. Feststehende Rohrblech-Wärmetauscher schweißen die Rohrbleche an beiden Enden direkt an die Schale. Die Rohre bestehen hauptsächlich aus der Außenhülle, den Rohrblechen, dem Rohrbündel und den Endkappen. Sie werden mit Schweiß-, Dehnungsfugen oder Walzverbindungen an den Rohrblechen befestigt, und die Peripherie des Rohrblechs und der Enddeckelflansch sind miteinander verschraubt. Während diese Art von Wärmetauscher eine einfache Struktur hat, ist kostengünstig in der Herstellung, und erleichtert die einfache Reinigung und Wartung der Rohrseite, die Reinigung der Schalenseite ist eine Herausforderung, und Temperatur induzierte Spannungen können nach der Herstellung existieren. Wenn zwischen den Wärmeaustauschrohren und der Schale ein erheblicher Temperaturunterschied besteht, kann auch eine Dehnungsfuge auf der Schale erforderlich sein. Die schwimmenden Wärmetauscher mit einem Ende der Rohrplatte sind zwischen der Schale und dem Rohrkasten befestigt, während das andere Ende sich frei innerhalb der Schale bewegen kann, wodurch eine freie Wärmeausdehnung zwischen der Schale und dem Rohrbündel ermöglicht und thermische Spannungen eliminiert werden. Normalerweise ist der Schwimmkopf abnehmbar, und das Rohrbündel kann leicht entnommen und wieder eingesetzt werden. Diese Struktur eignet sich für Bedingungen, bei denen ein erheblicher Temperaturunterschied zwischen dem Röhrenbündel und der Schale besteht. Es bietet eine bequeme Reinigung und Wartung sowohl für das Rohrbündel und Schale, aber die Struktur ist relativ komplex und erfordert eine hohe Dichtleistung. U-Rohrwärmetauscher biegen die Wärmetauscherrohre in eine U-Form, wobei beide Enden an der gleichen Rohrplatte befestigt sind. Da die Schale und die Wärmeaustauschrohre getrennt sind, kann sich das Rohrbündel frei ausdehnen, ohne dass Temperaturunterschiede im Medium zu Belastungen führen. U-Rohr Wärmetauscher haben ein einzelnes Rohr Blatt und keinen schwimmenden Kopf, so dass ihre Struktur einfacher. Das Rohrbündel kann frei entnommen und zur einfachen Reinigung eingesetzt werden und kombiniert die Vorteile von schwimmenden Wärmetauschern. Da die Wärmeaustauschrohre jedoch in unterschiedliche Radien gebogen sind, können nur die äußersten beschädigten Rohre ausgetauscht werden; andere müssen bei Beschädigung eingesteckt werden. Zusätzlich hat der zentrale Teil des Rohrbündel im Vergleich zu feststehenden Rohrleitungsblech-Wärmetauschern aufgrund des Biegeradius Lücken, die zu Flüssigkeitskurzschlüssen führen und die Wärmeübertragungseffektivität beeinträchtigen können. |
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