طراحي مبدل پوسته-لوله اي -قسمت اول

مبدل پوسته لوله

مبدل پوسته لوله

طراحي مبدل حرارتي

مبدل هاي پوسته –لوله اي

مقدمه

تامين بسياري از خدمات صنعتي نيازمند به كارگيري تعداد زيادي مبدل دو لوله اي از نوع دو شاخه است.اين مبدل ها سطح قابل توجهي را اشغال كرده و در نقاط بسياري امكان نشت سيال وجود دارد هنگامي كه سطح تبادل حرارت زيادي مورد نياز باشد، با استفاده از مبدل هاي پوسته-لوله اي مي توان سطح لازم را به دست آورد.

در مبدل هاي پوسته لوله اي ، لوله ها درون صفحه نگهدارنده ي لوله قرار گرفته وبه دليل پهن شدگي لوله در سوراخ هاي صفحه ي نگهدارنده ي نوعي آب بندي ايجاد مي گردد كه تحت شرايط عملياتي مناسب نشت صورت نمي گيرد.مثالي ساده و رايج از يك لوله كه انتهاي آن پهن شده در شكل(۱-۲) نشان داده شده است.

مبدل پوسته لوله

سوراخ محل قرار گرفتن لوله در صفحه نگهدارنده ي با قطر كمي بزرگتر از قطر خارجي لوله تعبيه مي شود و دو يا چند شيار نيز در جداره ي سوراخ ايجاد مي گردد. لوله درون اين سوراخ قرار مي گيرد و سپس با استفاده از نوعي نورد لوله به واسطه چرخش وسيله ي مذكور صورت مي گيرد.

اين نورد قادر به گذشتن از حد الاستيك لوله ي فلزي بوده و آن را به شرايط نيمه پلاستيك مي رساند. به نحوي كه درون شيارها وارد شده و آب بندي موردنياز تامين مي گردد. براي نورد لوله بايد از مهارت كافي برخوردار بود زيرا احتمال تخريب لوله با كم شدن بيش از حد ضخامت لوله وجود دارد و در صورتي كه ضخامت لوله بيش از حد كاهش يابد، مقاومت ساختماني آن كم خواهد شد.

در برخي از كاربردهاي صنعتي، نصب لوله ها در صفحه نگهدارنده به نحوي كه بتوان آنها را به سهولت خارج كرد، مطلوب مي باشد(شكل۲-۲). در اين صورت لوله ها در حقيقت درون صفحه ي نگهدارنده با كمك بست يا حلقه هاي فلزي نرم تثبيت مي گردند.

لوله هاي مبدل حرارتي

منظور از لوله هاي مبدل حرارتي، لوله هايي نظير لوله هاي چگالنده مي باشد و نبايد آنها را با لوله هاي فولادي يا ساير لوله هايي كه با روش هاي تزريقي ساخته مي شوند(pipe) اشتباه كرد. قطر خارجي لوله اي مبدل حرارتي و يا چگالنده ها قطر خارجي واقعي برحسب اينچ است كه لقي مجاز، آن بسيار كم مي باشد.

لوله هاي مبدل ها از انواع مختلف فلزات ساخته مي شوند كه شامل فولاد، مس آلياژهاي مس و روي و قلع، آلياژهاي مس و روي، آلياژ مس-نيكل ۳۰-۷۰، آلومينيوم برنز، آلومنيوم و فولاد ضدزنگ مي گردند. اين لوله ها داراي ضخامت هاي متفاوتي هستند كه با درجه بندي بيرمنگام با علامت BWG يا درجه ي لوله مشخص مي شوند. اندازه ي لوله هايي كه عموما در دسترس مي باشند در جدول  ۱۰ ضميمه آمده است.

استفاده از لوله هايي با قطر خارجي ۳/۴  و ۱ in در طراحي مبدل هاي حرارتي رايج مي باشد. داده هاي جدول ۱۰ به نحوي مرتب شده اند كه براي كاربرد در محاسبات انتقال حرارت سودمندتر باشند.

گام لوله

سوراخ محل نصب لوله ها را نمي توان خيلي نزديك به هم تعبيه كرد زيرا فاصله ي فلزي بين دو تا لوله ي مجاور هم بسيار ناچيز بوده و مقاومت ساختماني صفحه ي نگهدارنده ي لوله را ضعيف مي كند. كوتاهترين فاصله ي ميان دو سوراخ مجاور هم را فاصله ي آزاد يا لقي آزاد مي نامند كه در حال حاضر استاندارد شده اند. لوله ها با الگوي مربعي يا مثلثي استقرار مي يابند كه در شكل هاي (۳-۲ الف) و (۳-۲ ب) مشاهده مي شوند.

مبدل پوسته لوله

مزيت گام مربعي اين است كه سطح خارجي لوله ها براي تميز كردن در دسترس مي باشد و در جهات نشان داده شده در شكل (۳-۲ الف) افت فشار كمتري ايجاد مي گردد. گام لوله pt كوتاهترين فاصله ي مركز به مركز بين لوله هاي مجاور هم مي باشد.

گام رايج براي استقرار لوله هاي ¾ in.OD با گام مربعي معادل ۱-in و براي لوله ي۱ in-OD برابر۱ ¼ است. براي استقرار لوله ها به روش مثلثي اين گام ها عبارتند از : لوله ي ¾ in.OD با گام مثلثي ۱۵/۱۶ –in ، لوله ي ¾ in.OD با گام مثلثي ۱-in و لوله ي۱ in-OD با گام مثلثي  ¼۱ -inدر شكل(۳-۲ پ) آرايش لوله ها با گام مربعي را ۴۵۰ چرخانده ايم ولي هنوز مشابه شكل(۳-۲الف) است.

در شكل(۳-۲ت) آرايه ي اصلاح شده گام مثلثي كه قابل تميز كردن با روش هاي مكانيكي است مشاهده مي گردد. اگر لوله ها به حد كافي با يكديگر فاصله داشته باشند امكان ايجاد فواصل لازم براي تميز كردن به صورت نشان داده شده در شكل نيز فراهم مي گردد.

منبع : كتاب طراحي مبدل هاي حرارتي -انتقال حرارت فرآيند ها

ادامه در بعدي

قبلي **********************************************************

بعدي

! کپی ممنوع * استفاده از مطالب اين سايت فقط با ذكر نام منبع بلامانع مي باشد * کپی ممنوع !

انواع ديگ هاي(بويلرهاي) بخار مشهد بويلر انواع ديگهاي(بويلرهاي)روغن داغ مشهد بويلر انواع ديگ هاي(بويلرهاي) آبگرم(آبداغ)-ديگ فولادي مشهد بويلر بخارشوي-كارواش-تجهيزات موتورخانه-روغن حرارتي-هيتر هواي گرم فيلترشني-مبدل حرارتي-سختي گير-موگير و صافي-منبع كوئل دار مقاللات تخصصي بويلر(ديگ بخار)-نرم افزارهاي تخصصي-استانداردهاي فني