O trocador de calor tubular, também conhecido como trocador de calor de casco e tubo ou trocador de calor de feixe de tubos, é um tipo de trocador de calor entre paredes que usa a superfície da parede de um feixe de tubos encerrado dentro de um casco como superfície de transferência de calor. É o trocador de calor entre paredes mais típico. Abaixo está uma introdução detalhada aos seus recursos:
Composição Estrutural: Consiste principalmente em uma carcaça, feixe de tubos, placas de tubos e coletores. O invólucro é tipicamente cilíndrico e contém um feixe de tubos paralelo, com ambas as extremidades do feixe de tubos fixadas às placas de tubos. Para aumentar o coeficiente de transferência de calor do fluido fora dos tubos, um certo número de defletores transversais é normalmente instalado dentro do casco. Os tipos comuns de defletores incluem designs segmentados e em forma de disco.
Princípio de funcionamento: Dois fluidos fluem dentro e fora dos tubos, respectivamente. O caminho do fluxo dentro dos tubos é chamado de lado do tubo, enquanto o caminho do fluxo fora dos tubos é chamado de lado do casco. A superfície da parede do feixe de tubos serve como superfície de transferência de calor. O fluido quente transfere calor para a parede do tubo por convecção, e o calor é então conduzido através da parede do tubo para o fluido frio do outro lado, completando o processo de troca de calor.
Classificações Comuns
Trocador de calor de placa de tubo fixo: As placas de tubo em ambas as extremidades são soldadas diretamente ao casco. Possui estrutura simples, baixo custo, facilidade de fabricação e fácil limpeza e manutenção da lateral do tubo. No entanto, a limpeza do lado do invólucro é difícil e existe tensão térmica no feixe de tubos após a fabricação. Quando houver uma diferença significativa de temperatura entre os tubos e o casco, uma junta de dilatação deve ser instalada no casco.
Trocador de calor de cabeça flutuante: Uma folha de tubo é fixada entre o casco e a caixa do tubo, enquanto a outra folha de tubo pode se mover livremente dentro do casco. Este design permite a expansão térmica livre do feixe de tubos e do invólucro, eliminando o estresse térmico. O feixe de tubos pode ser facilmente removido e reinstalado, facilitando a limpeza e a manutenção. No entanto, a estrutura é relativamente complexa e os requisitos de vedação são mais elevados.
Trocador de calor de tubo em U: Os tubos de troca de calor são dobrados em forma de U e fixados na mesma folha de tubo em ambas as extremidades. Como o invólucro e os tubos são separados, o feixe de tubos pode expandir-se e contrair-se livremente sem gerar tensão térmica. A estrutura é relativamente simples e o feixe de tubos pode ser facilmente removido e reinstalado para limpeza. No entanto, a substituição de tubos danificados é difícil e as lacunas no centro do feixe de tubos podem afetar a eficiência da transferência de calor.
Características de desempenho: Comparados aos trocadores de calor modernos, os trocadores de calor tubulares são menos eficientes em termos de eficiência de transferência de calor, compacidade estrutural e consumo de material metálico. No entanto, a sua estrutura simples, baixo custo, capacidade de suportar altas temperaturas e pressões, processos de fabricação maduros, forte adaptabilidade e ampla gama de opções de materiais os tornam dominantes em aplicações de engenharia.