ट्यूबलर हीट एक्सचेंजर, जिसे शेल-एंड-ट्यूब हीट एक्सचेंजर या ट्यूब-बंडल हीट एक्सचेंजर के रूप में भी जाना जाता है, एक प्रकार का इंटरवॉल हीट एक्सचेंजर है जो शेल के भीतर संलग्न ट्यूब बंडल की दीवार की सतह को हीट ट्रांसफर सतह के रूप में उपयोग करता है। यह सबसे विशिष्ट इंटरवॉल हीट एक्सचेंजर है। नीचे इसकी विशेषताओं का विस्तृत परिचय दिया गया है:
संरचनात्मक संरचना: इसमें मुख्य रूप से एक शेल, ट्यूब बंडल, ट्यूब शीट और हेडर शामिल हैं। खोल आम तौर पर बेलनाकार होता है और इसमें एक समानांतर ट्यूब बंडल होता है, जिसमें ट्यूब बंडल के दोनों सिरे ट्यूब शीट से जुड़े होते हैं। ट्यूबों के बाहर तरल पदार्थ के ताप हस्तांतरण गुणांक को बढ़ाने के लिए, आमतौर पर शेल के अंदर एक निश्चित संख्या में अनुप्रस्थ बाफ़ल स्थापित किए जाते हैं। सामान्य प्रकार के बाफ़लों में खंडीय और डिस्क-आकार के डिज़ाइन शामिल हैं।
कार्य सिद्धांत: दो तरल पदार्थ क्रमशः ट्यूबों के अंदर और बाहर बहते हैं। ट्यूबों के अंदर प्रवाह पथ को ट्यूब साइड कहा जाता है, जबकि ट्यूबों के बाहर प्रवाह पथ को शेल साइड कहा जाता है। ट्यूब बंडल की दीवार की सतह गर्मी हस्तांतरण सतह के रूप में कार्य करती है। गर्म तरल पदार्थ संवहन के माध्यम से गर्मी को ट्यूब की दीवार में स्थानांतरित करता है, और फिर गर्मी को ट्यूब की दीवार के माध्यम से दूसरी तरफ ठंडे तरल तक ले जाया जाता है, जिससे गर्मी विनिमय प्रक्रिया पूरी होती है।
सामान्य वर्गीकरण
फिक्स्ड ट्यूब शीट हीट एक्सचेंजर: दोनों सिरों पर ट्यूब शीट सीधे शेल से वेल्डेड होती हैं। इसमें सरल संरचना, कम लागत, निर्माण में आसानी और ट्यूब साइड की सुविधाजनक सफाई और रखरखाव की सुविधा है। हालाँकि, शेल साइड को साफ करना मुश्किल है, और निर्माण के बाद ट्यूब बंडल में थर्मल तनाव मौजूद होता है। जब ट्यूब और शेल के बीच महत्वपूर्ण तापमान अंतर होता है, तो शेल पर एक विस्तार जोड़ स्थापित किया जाना चाहिए।
फ्लोटिंग हेड हीट एक्सचेंजर: एक ट्यूब शीट शेल और ट्यूब बॉक्स के बीच तय होती है, जबकि दूसरी ट्यूब शीट शेल के भीतर स्वतंत्र रूप से घूम सकती है। यह डिज़ाइन ट्यूब बंडल और शेल के मुक्त थर्मल विस्तार की अनुमति देता है, जिससे थर्मल तनाव समाप्त हो जाता है। ट्यूब बंडल को आसानी से हटाया और पुनः स्थापित किया जा सकता है, जिससे सफाई और रखरखाव में आसानी होती है। हालाँकि, संरचना अपेक्षाकृत जटिल है, और सीलिंग आवश्यकताएँ अधिक हैं।
यू-ट्यूब हीट एक्सचेंजर: हीट एक्सचेंज ट्यूबों को यू-आकार में मोड़ा जाता है और दोनों सिरों पर एक ही ट्यूब शीट पर लगाया जाता है। चूंकि शेल और ट्यूब अलग-अलग हैं, ट्यूब बंडल थर्मल तनाव उत्पन्न किए बिना स्वतंत्र रूप से विस्तार और अनुबंध कर सकता है। संरचना अपेक्षाकृत सरल है, और ट्यूब बंडल को आसानी से हटाया जा सकता है और सफाई के लिए पुनः स्थापित किया जा सकता है। हालाँकि, क्षतिग्रस्त ट्यूबों को बदलना मुश्किल है, और ट्यूब बंडल के केंद्र में अंतराल गर्मी हस्तांतरण दक्षता को प्रभावित कर सकता है।
प्रदर्शन विशेषताएँ: आधुनिक हीट एक्सचेंजर्स की तुलना में, ट्यूबलर हीट एक्सचेंजर्स गर्मी हस्तांतरण दक्षता, संरचनात्मक कॉम्पैक्टनेस और धातु सामग्री की खपत के मामले में कम कुशल हैं। हालाँकि, उनकी सरल संरचना, कम लागत, उच्च तापमान और दबाव झेलने की क्षमता, परिपक्व विनिर्माण प्रक्रियाएँ, मजबूत अनुकूलनशीलता और सामग्री विकल्पों की विस्तृत श्रृंखला उन्हें इंजीनियरिंग अनुप्रयोगों में प्रमुख बनाती है।