Échangeur Shell et échangeur de chaleur à tubes

【Abstrait】

  L'échangeur de chaleur est un dispositif qui transfère une partie de la chaleur du fluide chaud vers le fluide froid, également appelé échangeur de chaleur. Les échangeurs de chaleur sont des équipements généraux dans les secteurs de la chimie, du pétrole, de l'énergie, de l'alimentation et de nombreux autres secteurs industriels, et ils occupent une place importante dans la production.

【Texte】

   Comment classer les échangeurs de chaleur?

Selon la méthode de transfert de chaleur, il peut être divisé en: échangeur de chaleur à cloison, échangeur de chaleur régénératif, échangeur de chaleur indirect à connexion fluide, échangeur de chaleur à contact direct et double échangeur de chaleur.

   Selon le but, il peut être divisé en: chauffage, préchauffeur, surchauffeur, évaporateur.

   Selon la structure, il peut être divisé en: échangeur de chaleur à tête flottante, échangeur de chaleur à plaque tubulaire fixe, échangeur de chaleur à plaque tubulaire en forme de U, échangeur de chaleur à plaques, etc.

  L'une des différences entre l'échangeur de chaleur à calandre et tube et l'échangeur de chaleur à plaques: la structure

  1. Structure d'échangeur de chaleur de Shell et de tube:

  L'échangeur de chaleur à coque et tube est composé d'une coque, d'un faisceau de tubes de transfert de chaleur, d'une plaque tubulaire, d'un déflecteur (déflecteur) et d'une boîte à tubes. La coque est principalement cylindrique avec un faisceau de tubes à l'intérieur, et les deux extrémités du faisceau de tubes sont fixées sur la plaque tubulaire. Il existe deux types de fluide chaud et de fluide froid pour le transfert de chaleur, l'un est le fluide à l'intérieur du tube, appelé fluide côté tube; l'autre est le fluide à l'extérieur du tube, appelé fluide côté coque.

  Afin d'améliorer le coefficient de transfert thermique du fluide à l'extérieur du tube, un certain nombre de chicanes sont généralement disposées dans la coque du tube. Le déflecteur peut augmenter la vitesse du fluide du côté coque, faire passer le fluide à travers le faisceau de tubes plusieurs fois à une distance spécifiée et améliorer la turbulence du fluide.

  Les tubes d'échange de chaleur peuvent être disposés en triangle équilatéral ou carré sur la plaque tubulaire. Le triangle équilatéral est agencé de manière compacte, le fluide à l'extérieur du tube présente un degré élevé de turbulence et le coefficient de transfert de chaleur est important. La disposition carrée est pratique pour nettoyer l'extérieur du tuyau et convient aux fluides susceptibles de s'encrasser.

  2. Structure de l'échangeur de chaleur à plaques:

   L'échangeur de chaleur à plaques détachables est composé de nombreuses plaques minces ondulées estampées à un certain intervalle, scellées avec des joints autour d'elles et recouvertes de cadres et de vis de compression. Les quatre trous d'angle de la plaque et du joint constituent le distributeur de fluide et le tuyau de collecte de liquide. Dans le même temps, le fluide froid et le fluide chaud sont raisonnablement séparés de sorte qu'ils sont séparés des deux côtés de chaque plaque. Flux dans le canal et échange de chaleur à travers la plaque.

  L'une des différences entre les échangeurs de chaleur à calandre et à tubes et les échangeurs de chaleur à plaques:

  1. Caractéristiques de l'échangeur de chaleur à calandre et tube:

  (1) Rendement élevé et économie d'énergie, le coefficient de transfert de chaleur de l'échangeur de chaleur est de 6000-8000W / (m2 · k).

  (2) Toute la production d'acier inoxydable, longue durée de vie, jusqu'à 20 ans.

  (3) La modification du flux laminaire en flux turbulent améliore l'efficacité du transfert de chaleur et réduit la résistance thermique.

  (4) Transfert de chaleur rapide, résistance à haute température (400 degrés Celsius), résistance à haute pression (2,5 MPa).

  (5) Structure compacte, petit espace au sol, poids léger, installation pratique, économie d'investissement dans la construction civile.

  (6) Conception flexible, spécifications complètes, praticabilité solide et économie d'argent.

  (7) Il a une large gamme de conditions d'application et convient à la pression, à la plage de température et à l'échange de chaleur de divers médias.

  (8) Faible coût d'entretien, opération simple, long cycle de nettoyage et nettoyage pratique.

  (9) L'utilisation de la technologie des nano films thermiques peut améliorer considérablement le coefficient de transfert de chaleur.

  (10) largement utilisé dans l'énergie thermique, l'industrie et l'exploitation minière, la pétrochimie, le chauffage central urbain, la nourriture et la médecine, l'électronique énergétique, les machines et l'industrie légère.

  (11) Le tube en cuivre avec des ailettes enroulées sur la surface extérieure du tube de transfert de chaleur a une conductivité thermique élevée et une grande surface de transfert de chaleur.

  (12) La plaque de guidage guide le fluide côté calandre pour qu'il s'écoule en continu lors de la déconnexion de l'échangeur de chaleur. La distance entre les plaques de guidage peut être ajustée en fonction du débit optimal. La structure est robuste, ce qui peut répondre au transfert de chaleur du fluide côté coque avec un grand débit ou même un super débit et une fréquence de pulsation élevée.

  (13) Lorsque le fluide côté coque est de l'huile, il convient à une huile de transfert de chaleur propre et à faible viscosité.

  2. Caractéristiques de l'échangeur de chaleur à plaques:

  (1) Coefficient de transfert thermique élevé

  Puisque les différentes plaques ondulées sont inversées, un canal compliqué est formé, de sorte que le fluide entre les plaques ondulées s'écoule dans un écoulement rotatif tridimensionnel. Un écoulement turbulent peut être généré à un faible nombre de Reynolds (généralement Re = 50-200), donc le transfert de chaleur Le coefficient est relativement élevé, en considérant généralement que la couleur rouge est de 3 à 5 fois celle du type à coque et tube.

  (2) La différence de température moyenne logarithmique est grande et la différence de température terminale est petite

  Dans l'échangeur de chaleur à calandre et tube, il y a deux écoulements de fluide respectivement côté tube et côté tube. D'une manière générale, ils sont à écoulement transversal et le coefficient de correction de différence de température moyenne logarithmique est très faible. La plupart des échangeurs de chaleur à plaques circulent en parallèle ou à contre-courant, et le facteur de correction est généralement d'environ 0,95. De plus, l'écoulement de fluide chaud et froid dans l'échangeur de chaleur à plaques est parallèle à l'écoulement de fluide chaud et froid dans l'échangeur de chaleur.

  La surface chaude et l'absence de dérivation réduisent la différence de température à l'extrémité de l'échangeur de chaleur à plaques, et le transfert de chaleur vers l'eau peut être inférieur à 1 ℃, tandis que l'échangeur de chaleur à tubes et tubes est généralement de 5 ℃.

  (3) faible encombrement

  L'échangeur de chaleur à plaques a une structure compacte et la surface de transfert de chaleur par unité de volume est de 2 à 5 fois celle de l'échangeur de chaleur à calandre et tube. Contrairement à l'échangeur de chaleur tubulaire, il n'est pas nécessaire de réserver une position de maintenance pour l'extraction du faisceau tubulaire. Par conséquent, afin d'obtenir la même capacité de transfert de chaleur, la surface de l'échangeur de chaleur à plaques est d'environ 1 / 5-1 / 8 de l'échangeur de chaleur à calandre et tube.

  (4) Facile à changer la zone d'échange thermique ou la combinaison de processus

  Tant que vous augmentez ou diminuez quelques plaques, vous pouvez augmenter ou diminuer la zone de transfert de chaleur. En modifiant la disposition des plaques ou en remplaçant plusieurs types de plaques, la combinaison de processus requise peut être réalisée, et la zone d'échange de chaleur de l'échangeur de chaleur à tube et enveloppe peut être adaptée aux nouvelles conditions d'échange de chaleur. Il est presque impossible d'augmenter la surface d'échange thermique d'un échangeur de chaleur à calandre et tube.

  (5) poids léger

  L'épaisseur de la plaque de l'échangeur de chaleur à plaques n'est que de 0,4 à 0,8 mm et l'épaisseur du tube de l'échangeur de chaleur à calandre et tube est de 2,0 à 2,5 mm. L'échangeur de chaleur à calandre et tube est beaucoup plus lourd que le cadre de l'échangeur de chaleur à plaques. L'échangeur de chaleur à plaques ne représente généralement qu'environ 1/5 du poids du tube et de la coque.

  (6) Prix bas

L'échangeur de chaleur à plaques a le même matériau, la même zone d'échange de chaleur et le prix est de 40% à 60% inférieur à celui de l'échangeur de chaleur à calandre et tube.

  (7) Facile à faire

  La plaque de transfert de chaleur de l'échangeur de chaleur à plaques est estampée et traitée, ce qui a un degré élevé de standardisation et peut être produite en série. Les échangeurs de chaleur à calandre et à tube sont généralement fabriqués à la main.

  (8) Facile à nettoyer

  Tant que l'échangeur de chaleur à plaques de châssis desserre les boulons de pression, le faisceau de tubes d'échangeur de chaleur à plaques peut être desserré et l'échangeur de chaleur à plaques peut être retiré pour un nettoyage mécanique. Ceci est très pratique pour le processus d'échange de chaleur des équipements qui doivent être nettoyés fréquemment.

  (9) Petite perte de chaleur

  Dans l'échangeur de chaleur à plaques, seule la plaque d'enveloppe de la plaque d'échange thermique est exposée à l'atmosphère, et la perte de chaleur est négligeable et aucune mesure d'isolation n'est requise.

【Conclusion】

   Dans les systèmes de chauffage solaire de l'eau, nous recommandons les échangeurs de chaleur à plaques pour les systèmes de chauffage d'eau domestique généraux, tandis que nous recommandons les échangeurs de chaleur à tubes pour les grands systèmes et les systèmes de piscine.