طراحی مبدل حرارتی پوسته – لوله ای – قسمت اول

مبدل حرارتی پوسته - لوله ای

مبدل حرارتی پوسته - لوله ای

تامین بسیاری از خدمات صنعتی نیازمند به كارگیری تعداد زیادی مبدل حرارتی پوسته – لوله ای دو تایی از نوع دو شاخه است.این مبدل ها سطح قابل توجهی را اشغال كرده و در نقاط بسیاری امكان نشت سیال وجود دارد هنگامی كه سطح تبادل حرارت زیادی مورد نیاز باشد، با استفاده از مبدل های پوسته-لوله ای می توان سطح لازم را به دست آورد.

مبدل های پوسته –لوله ای

در مبدل های پوسته لوله ای ، لوله ها درون صفحه نگهدارنده ی لوله قرار گرفته وبه دلیل پهن شدگی لوله در سوراخ های صفحه ی نگهدارنده ی نوعی آب بندی ایجاد می گردد كه تحت شرایط عملیاتی مناسب نشت صورت نمی گیرد.مثالی ساده و رایج از یك لوله كه انتهای آن پهن شده در شكل(۱-۲) نشان داده شده است.

 مبدل حرارتی پوسته لوله

مبدل حرارتی پوسته لوله

طراحی مبدل حرارتی پوسته – لوله ای

سوراخ محل قرار گرفتن لوله در صفحه نگهدارنده ی با قطر كمی بزرگتر از قطر خارجی لوله تعبیه می شود و دو یا چند شیار نیز در جداره ی سوراخ ایجاد می گردد. لوله درون این سوراخ قرار می گیرد و سپس با استفاده از نوعی نورد لوله به واسطه چرخش وسیله ی مذكور صورت می گیرد.

این نورد قادر به گذشتن از حد الاستیك لوله ی فلزی بوده و آن را به شرایط نیمه پلاستیك می رساند. به نحوی كه درون شیارها وارد شده و آب بندی موردنیاز تامین می گردد. برای نورد لوله باید از مهارت كافی برخوردار بود زیرا احتمال تخریب لوله با كم شدن بیش از حد ضخامت لوله وجود دارد و در صورتی كه ضخامت لوله بیش از حد كاهش یابد، مقاومت ساختمانی آن كم خواهد شد.

در برخی از كاربردهای صنعتی، نصب لوله ها در صفحه نگهدارنده به نحوی كه بتوان آنها را به سهولت خارج كرد، مطلوب می باشد(شكل۲-۲). در این صورت لوله ها در حقیقت درون صفحه ی نگهدارنده با كمك بست یا حلقه های فلزی نرم تثبیت می گردند.

لوله های مبدل حرارتی پوسته – لوله ای

منظور از لوله های مبدل حرارتی پوسته – لوله ای ، لوله هایی نظیر لوله های چگالنده می باشد و نباید آنها را با لوله های فولادی یا سایر لوله هایی كه با روش های تزریقی ساخته می شوند(pipe) اشتباه كرد. قطر خارجی لوله ای مبدل حرارتی پوسته – لوله ای و یا چگالنده ها قطر خارجی واقعی برحسب اینچ است كه لقی مجاز، آن بسیار كم می باشد.

لوله های مبدل ها از انواع مختلف فلزات ساخته می شوند كه شامل فولاد، مس آلیاژهای مس و روی و قلع، آلیاژهای مس و روی، آلیاژ مس-نیكل ۳۰-۷۰، آلومینیوم برنز، آلومنیوم و فولاد ضدزنگ می گردند. این لوله ها دارای ضخامت های متفاوتی هستند كه با درجه بندی بیرمنگام با علامت BWG یا درجه ی لوله مشخص می شوند. اندازه ی لوله هایی كه عموما در دسترس می باشند در جدول ۱۰ ضمیمه آمده است.

استفاده از لوله هایی با قطر خارجی ۳/۴ و ۱ in در طراحی مبدل های حرارتی رایج می باشد. داده های جدول ۱۰ به نحوی مرتب شده اند كه برای كاربرد در محاسبات انتقال حرارت سودمندتر باشند.

گام لوله

سوراخ محل نصب لوله ها را نمی توان خیلی نزدیك به هم تعبیه كرد زیرا فاصله ی فلزی بین دو تا لوله ی مجاور هم بسیار ناچیز بوده و مقاومت ساختمانی صفحه ی نگهدارنده ی لوله را ضعیف می كند. كوتاهترین فاصله ی میان دو سوراخ مجاور هم را فاصله ی آزاد یا لقی آزاد می نامند كه در حال حاضر استاندارد شده اند. لوله ها با الگوی مربعی یا مثلثی استقرار می یابند كه در شكل های (۳-۲ الف) و (۳-۲ ب) مشاهده می شوند.

مبدل حرارتی پوسته - لوله ای

مبدل حرارتی پوسته – لوله ای

مزیت گام مربعی این است كه سطح خارجی لوله ها برای تمیز كردن در دسترس می باشد و در جهات نشان داده شده در شكل (۳-۲ الف) افت فشار كمتری ایجاد می گردد. گام لوله pt كوتاهترین فاصله ی مركز به مركز بین لوله های مجاور هم می باشد.

گام رایج برای استقرار لوله های ¾ in.OD با گام مربعی معادل ۱-in و برای لوله ی۱ in-OD برابر۱ ¼ است. برای استقرار لوله ها به روش مثلثی این گام ها عبارتند از : لوله ی ¾ in.OD با گام مثلثی ۱۵/۱۶ –in ، لوله ی ¾ in.OD با گام مثلثی ۱-in و لوله ی۱ in-OD با گام مثلثی ¼۱ -inدر شكل(۳-۲ پ) آرایش لوله ها با گام مربعی را ۴۵۰ چرخانده ایم ولی هنوز مشابه شكل(۳-۲الف) است.

در شكل(۳-۲ت) آرایه ی اصلاح شده گام مثلثی كه قابل تمیز كردن با روش های مكانیكی است مشاهده می گردد. اگر لوله ها به حد كافی با یكدیگر فاصله داشته باشند امكان ایجاد فواصل لازم برای تمیز كردن به صورت نشان داده شده در شكل نیز فراهم می گردد.

منبع : كتاب طراحی مبدل های حرارتی -انتقال حرارت فرآیند ها

مطالب بعدی :

طراحی مبدل حرارتی پوسته – لوله ای – قسمت اول

طراحی مبدل پوسته – لوله ای -قسمت دوم

طراحی مبدل پوسته-لوله ای -قسمت سوم

طراحی مبدل پوسته-لوله ای -قسمت چهارم

! کپی ممنوع * استفاده از مطالب این سایت فقط با ذكر نام منبع بلامانع می باشد * کپی ممنوع !

انواع دیگ های(بویلرهای) بخار مشهد بویلر انواع دیگهای(بویلرهای)روغن داغ مشهد بویلر انواع دیگ های(بویلرهای) آبگرم(آبداغ)-دیگ فولادی مشهد بویلر بخارشوی-كارواش-تجهیزات موتورخانه-روغن حرارتی-هیتر هوای گرم فیلترشنی-مبدل حرارتی-سختی گیر-موگیر و صافی-منبع كوئل دار مقاللات تخصصی بویلر(دیگ بخار)-نرم افزارهای تخصصی-استانداردهای فنی